在設計放大器的時候,我們都會給放大器設置一個工作點,所謂工作點,就是指管子在直流工作狀態下,對應的電壓和電流。但是,有沒有想過,到底為什么要設置這么一個工作點呢?
MOS管在飽和區時,其漏極電流對應的公式為:
此處,忽略溝道長度調制效應(channel length modulation)。為什么假定MOS管在飽和區呢?這是因為,只有在飽和區,MOS管才能等效為一個電流源,才有放大的作用。
如果對上述公式,繪制個圖,橫軸是VGS,縱軸是ID,則可以得到如下圖形。
現在假設有一個MOS管子,源極接地。圖中忽略VDD,因為在飽和區,VDD的大小不太影響ID的大小。
也就是說,輸入電壓太小,整個周期中,都沒能開啟MOS管,當然也就沒有我們所預期的放大效應了。
接下來,在柵極加一個固定的直流電壓,使得輸入到柵極的信號為小信號Vin和直流電壓VD的疊加。假設給這個直流電壓VD=VTH。而Vin=5sinwt mV。很顯然,工作點被移到了VTH處,但是會出現這樣兩個問題。(1) 在信號的負半軸,VTH+Vin《VTH,即輸出電流仍然為0;(2) 在信號的正半軸,VTH+Vin》VTH,這時候輸出電流不為0. 但是,這個時候ID很小,需要配合大的RL,才能獲得合適的增益。可以看看下圖中的數據。
再接下來,把VD進一步提高。使得VD離VTH有一定的距離。此時,發現電流的變化提高的uA級別,且獲得所需輸出電壓所需要的電阻降為25kohm。
從上面的分析,可以知道,如果我們想讓MOS管放大信號,那么我們不能期待給它輸入信號,它就能放大。我們需要給他一個偏置,即使在沒有輸入信號的時候,MOS管也具有相應的電壓和電流,稱之為偏置。也就說,我們需要給MOS管一個合適的電壓和電流,它才能進入放大的工作狀態。
審核編輯 :李倩
-
放大器
+關注
關注
145文章
14145瀏覽量
217246 -
柵極
+關注
關注
1文章
185瀏覽量
21365
原文標題:為什么要給管子加上偏置呢?
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
怎么設置寄存器使3014工作在塊傳輸模式下,怎么設置包大小為512還是256?
選購紅外熱像儀的12個關鍵點
一個設置讓 KiCad 的視覺體驗提升一個檔次!

為什么要費這么大勁讓機器人像人一樣,而不是更實用的形態?
當ADS1258設置在固定通道模式工作時,為什么要選擇ADC的正極和負極的模擬輸入通道,算是差分輸入嗎?
請問ADS1672EVMdemo板的模擬輸入端的兩個對地電阻為什么要這么小?
程序員去面試只需一個技能征服所有面試官!

好的PLC程序要達到這6個標準!

評論