共源极放大电路小信号模型分析

用小信号模型分析放大电路的大致步骤是，先确定静态工作点及静态工作点附近的动态参数（gm、rds等），再画放大电路的小信号等效电路，然后按线性电路处理，求出Au、Ri和Ro等。下面通过一实例来说明。

例3.2.2　电路如图3.2.3所示，设VDD=5 V，Rd=3.9 kΩ，Rg1=60 kΩ，Rg2=40 kΩ。场效应管的参数为UGS（th）=1 V，IDO=0.8 mA。当MOS管工作于饱和区，试确定电路的静态值、小信号电压增益Au和Ri、Ro。

图3.2.3　例3.2.2 电路

图3.2.4　图3.2.3所示电路的小信号等效电路

解：（1）求静态值：

而UGS-UGS（th）=1 V＜UDS，说明MOS管的确工作于饱和区，满足线性放大电路的要求。

（2）求FET的互导由式（3.2.1）可求出

（3）画出电路的小信号等效电路。考虑到场效应管没有栅流，栅、源极间看成开路，根据图3.2.2（c）所示场效应管的低频小信号模型，可画出图3.2.3所示电路的小信号等效电路，如图3.2.4所示。

（4）求电压增益：(www.xing528.com)

故电压增益为

由于场效应管的gm较低，MOS管放大电路的电压增益也较低。上式中Au带负号表明，若输入为正弦电压，输出电压uo与输入ui的相位相差180°。共源电路属于倒相电压放大电路。

（5）求放大电路的输入电阻Ri。

根据第2章所介绍的放大电路输入电阻的概念，可求出图3.2.4所示电路的输入电阻：

（6）求放大电路的输出电阻Ro。

利用第2章介绍的外加测试电压ut，求输出电阻的方法，可画出求图3.2.3输出电阻的电路，如图3.2.5所示，根据Ro的定义，可得

图3.2.5　求图3.2.3所示电路的输出电阻

对于共源极放大电路（电压放大）而言，Ri越大，放大电路从信号源吸取的电流越小，输入端得到的电压ui越大。当外接负载电阻RL时，Ro越小，RL的变化对输出电压uo的影响越小，放大电路带电压负载的能力越强。