分壓-自偏壓共源放大電路的Multisim仿真研究

摘要：針對場效應管電路分析中不同元件性能參數不同而導致一些理論計算復雜、繁瑣，并且難于理解的情況，通過對N溝道增強型MOS場效應管組成的分壓-自偏壓共源放大電路的理論研究，利用Multisim仿真軟件對電路實際工作情況進行模擬，根據二者結果的對比，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。
關鍵詞：場效應管；分壓-自偏壓共源極放大電路；Multisim；仿真分析

0 引言
在由N溝道增強型MOS場效應管組成的分壓-自偏壓共源放大電路中，由于所選用場效應管的性能參數不同，在理論計算中要考慮多項因素而導致理論計算復雜、繁瑣，并且難以理解。如何利用功能強大的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。目前相關方面的研究很少，本文以某一型號N溝道增強型MOS場效應管組成的分壓-自偏壓共源放大電路為例，進行靜態、動態和溫度特性分析，并且與理論計算結果對比，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溝道增強型MOS場效應管組成的分壓-自偏壓共源極放大電路如圖1所示。輸入電壓Ui加在場效應管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。因為輸入、輸出回路的公共端為場效應管的源極S，所以稱其為共源級放大電路。靜態時，為了使場效應管Q1能夠正常工作，必須在柵-源極之間加上大小適當的偏壓，通常利用靜態漏極電流IDQ在源極電阻RS上產生的壓降來獲得靜態偏置電壓UGSQ=-IDQRS，稱其為自給柵偏壓放大電路，簡稱自偏壓放大電路。同時柵極電壓也能由VDD經過電阻R1，R2分壓后提供，即場效應管的靜態偏置電壓UGSQ由分壓和自偏壓共同決定，UGSQ=VGQ-VSQ，因此稱其為分壓-自偏壓共源放大電路。尤其對于增強型MOS場效應管，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，也有利于穩定靜態工作點，旁路電容C3起到消除RS對交流信號的衰減。當UGS大于場效應管的開啟電壓UT，并且漏源極電壓UDS>VGS-UT時，N溝道增強型MOS場效應管工作在恒流區，實現放大作用。