分压-自偏压共源放大电路的Multisim仿真研究

摘要：针对场效应管电路分析中不同元件性能参数不同而导致一些理论计算复杂、繁琐，并且难于理解的情况，通过对N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源放大电路的理论研究，利用Multisim仿真软件对电路实际工作情况进行模拟，根据二者结果的对比，研究并提出了分压-自偏压共源放大电路的Multisim电路仿真研究的方法。
关键词：场效应管；分压-自偏压共源极放大电路；Multisim；仿真分析

0 引言
在由N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源放大电路中，由于所选用场效应管的性能参数不同，在理论计算中要考虑多项因素而导致理论计算复杂、繁琐，并且难以理解。如何利用功能强大的Multisim仿真软件用形象、直观的图表诠释难以理解的理论，显得尤为重要。目前相关方面的研究很少，本文以某一型号N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源放大电路为例，进行静态、动态和温度特性分析，并且与理论计算结果对比，得出分压-自偏压共源放大电路的Multisim电路仿真分析方法。

1 分压-自偏压共源放大电路工作原理
由N沟道增强型MOS场效应管组成的分压-自偏压共源极放大电路如图1所示。输入电压Ui加在场效应管Q1的栅极G和源极S之间，输出电压U。从漏极D和源极S之间得到。因为输入、输出回路的公共端为场效应管的源极S，所以称其为共源级放大电路。静态时，为了使场效应管Q1能够正常工作，必须在栅-源极之间加上大小适当的偏压，通常利用静态漏极电流IDQ在源极电阻RS上产生的压降来获得静态偏置电压UGSQ=-IDQRS，称其为自给栅偏压放大电路，简称自偏压放大电路。同时栅极电压也能由VDD经过电阻R1，R2分压后提供，即场效应管的静态偏置电压UGSQ由分压和自偏压共同决定，UGSQ=VGQ-VSQ，因此称其为分压-自偏压共源放大电路。尤其对于增强型MOS场效应管，由于不能形成自偏压，所以通常采用分压-自偏压共源放大电路形式。图中栅极电阻RG用于提高电路的输入电阻Ri，源极电阻RS既能利用IDQ在其上的压降为栅极提供偏压UGSQ，也有利于稳定静态工作点，旁路电容C3起到消除RS对交流信号的衰减。当UGS大于场效应管的开启电压UT，并且漏源极电压UDS>VGS-UT时，N沟道增强型MOS场效应管工作在恒流区，实现放大作用。