静态分析 3.2.1 场效应晶体管放大电路

场效应晶体管的共源放大电路和晶体管的共射放大电路在电路结构上类似，在晶体管放大电路中，必须设置合适的静态工作点，否则将会造成输出信号的失真。同样，场效应晶体管放大电路也必须设置合适的工作点，以使场效应晶体管工作在特性曲线的放大区。

对于晶体管放大电路，当V_CC和R_C选定后，晶体管放大电路的静态工作点是由基极电流I_B（偏置电流）确定的，而场效应晶体管是电压控制元件，当U_DD和R_D选定后，静态工作点是由栅—源极电压U_GS（偏置电压）确定的。常用的偏置电路有以下两种。

1.自给偏压偏置电路

图3-13为N沟道耗尽型绝缘栅型场效应晶体管的自给偏置电路。R_S为源极电阻，用来稳定静态工作点，其阻值约为几千欧。C_S为源极电阻的交流旁路电容，其容量约为几十微法。R_G为栅极电阻，用以构成栅—源极之间的直流通路，R_G不能太小，否则影响放大电路的输入电阻，其阻值约为200～10⁴kΩ。R_D为漏极电阻，它使放大电路具有电压放大功能，其阻值约为几十千欧。C₁、C₂分别为输入电路和输出电路的耦合电容，其容量约为0.01～0.047μF。

图3-13 自给偏压电路

图3-13电路中，静态时，由于栅极电流I_G=0，所以电阻R_G上的电流为零，则栅极电位U_G=0。源极电流I_S（等于I_D）流经源极电阻R_S时，在R_S上产生压降I_SR_S，所以栅—源极电压为

U_GS=0-I_SR_S=-I_SR_S=-I_DR_S （3-6）

可见，这种栅—源极偏压是依靠场效应晶体管自身电流I_D产生的，故称为自偏压电路。显然，自偏压电路只能产生反向偏压，所以它仅适用于耗尽型MOS管和结型场效应晶体管，而不能用于u_GS≥U_GS（th）时才有漏极电流的增强型MOS管。

静态时，N沟道耗尽型MOS管的转移特性方程为

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联立式（3-6）和（3-7）可求出U_GS和I_D的值。静态时，漏—源极电压U_DS为

U_DS=U_DD-I_D（R_D+R_S） （3-8）

2.分压式偏置电路

图3-14为分压式偏置电路，R_G1和R_G2为分压电阻。栅—源极电压U_GS为（电阻R_G中并无电流通过）

式中，U_G为栅极电位。

对N沟道耗尽型场效应晶体管，U_GS为负值，所以要求R_SI_D＞U_G；对N沟道增强型场效应晶体管，U_GS为正值，所以要求R_SI_D＜U_G。联 立式（3-7）和式（3-9）可求出U_GS和I_D的值。静态时，漏—源极电压U_DS也通过式（3-8）求解。

图3-14 分压式偏置电路