分壓-自偏壓共源放大電路的Multisim仿真研究

摘要：針對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管電路分析中不同元件性能參數(shù)不同而導(dǎo)致一些理論計(jì)算復(fù)雜、繁瑣，并且難于理解的情況，通過(guò)對(duì)N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的分壓-自偏壓共源放大電路的理論研究，利用Multisim仿真軟件對(duì)電路實(shí)際工作情況進(jìn)行模擬，根據(jù)二者結(jié)果的對(duì)比，研究并提出了分壓-自偏壓共源放大電路的Multisim電路仿真研究的方法。
關(guān)鍵詞：場(chǎng)效應(yīng)管；分壓-自偏壓共源極放大電路；Multisim；仿真分析

0 引言
在由N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的分壓-自偏壓共源放大電路中，由于所選用場(chǎng)效應(yīng)管的性能參數(shù)不同，在理論計(jì)算中要考慮多項(xiàng)因素而導(dǎo)致理論計(jì)算復(fù)雜、繁瑣，并且難以理解。如何利用功能強(qiáng)大的Multisim仿真軟件用形象、直觀的圖表詮釋難以理解的理論，顯得尤為重要。目前相關(guān)方面的研究很少，本文以某一型號(hào)N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的分壓-自偏壓共源放大電路為例，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和溫度特性分析，并且與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比，得出分壓-自偏壓共源放大電路的Multisim電路仿真分析方法。

1 分壓-自偏壓共源放大電路工作原理
由N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的分壓-自偏壓共源極放大電路如圖1所示。輸入電壓Ui加在場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極G和源極S之間，輸出電壓U。從漏極D和源極S之間得到。因?yàn)檩斎搿⑤敵龌芈返墓捕藶閳?chǎng)效應(yīng)管的源極S，所以稱(chēng)其為共源級(jí)放大電路。靜態(tài)時(shí)，為了使場(chǎng)效應(yīng)管Q1能夠正常工作，必須在柵-源極之間加上大小適當(dāng)?shù)钠珘?，通常利用靜態(tài)漏極電流IDQ在源極電阻RS上產(chǎn)生的壓降來(lái)獲得靜態(tài)偏置電壓UGSQ=-IDQRS，稱(chēng)其為自給柵偏壓放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)自偏壓放大電路。同時(shí)柵極電壓也能由VDD經(jīng)過(guò)電阻R1，R2分壓后提供，即場(chǎng)效應(yīng)管的靜態(tài)偏置電壓UGSQ由分壓和自偏壓共同決定，UGSQ=VGQ-VSQ，因此稱(chēng)其為分壓-自偏壓共源放大電路。尤其對(duì)于增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，由于不能形成自偏壓，所以通常采用分壓-自偏壓共源放大電路形式。圖中柵極電阻RG用于提高電路的輸入電阻Ri，源極電阻RS既能利用IDQ在其上的壓降為柵極提供偏壓UGSQ，也有利于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，旁路電容C3起到消除RS對(duì)交流信號(hào)的衰減。當(dāng)UGS大于場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)啟電壓UT，并且漏源極電壓UDS>VGS-UT時(shí)，N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)，實(shí)現(xiàn)放大作用。