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mosfet的等效电路

mosfet的等效电路

MOSFET的等效电路模型可以分为三个工作区间:截止区、线性区和饱和区,每个区间对应不同的等效电路模型。

1. 截止区 :

在这个区间内,漏极电流 \\(i_D\\) 为0,输出电压 \\(V_o\\) 恒等于源极电压 \\(V_s\\)。

由于 \\(i_D = 0\\),MOSFET相当于一个开路,因此没有放大作用。

2. 线性区 :

在这个区间内,漏极电流 \\(i_D\\) 随输入电压 \\(V_in\\) 线性变化,输出电压 \\(V_o\\) 也随 \\(V_in\\) 线性变化。

可以用电阻模型来描述,即 \\(V_o = R_D \\cdot i_D\\),其中 \\(R_D\\) 是漏极电阻。

由于 \\(i_D\\) 和 \\(V_o\\) 成正比,MOSFET在这个区间内表现出放大器的性质,但放大倍数较低。

3. 饱和区 :

在这个区间内,漏极电流 \\(i_D\\) 达到最大值,输出电压 \\(V_o\\) 随输入电压 \\(V_in\\) 快速变化。

可以用电流源模型来描述,即 \\(i_D = I_s\\)(其中 \\(I_s\\) 是饱和电流),输出电压 \\(V_o\\) 可以表示为 \\(V_o = V_s + I_s \\cdot (R_G + R_D)\\),其中 \\(R_G\\) 是栅极电阻。

在饱和区,MOSFET表现出典型的放大器行为,具有高增益和线性输出特性。

为了使MOSFET放大器正常工作,必须在其饱和区工作,即当输入信号为0时,MOSFET应加载合适的偏置电压。偏置点的选择有不同方法,例如范围最大或增益最大。当偏置电压为零时,MOSFET没有放大作用,且输出可能出现严重失真。

此外,对于场板结构氧化镓功率MOSFET大信号等效电路模型,还包括以下部分:

GS等效电路单元

GD等效电路单元

DS等效电路单元

沟道区热电阻单元

场板结构单元

寄生源等效电阻 \\(R_s\\)

寄生漏极等效电阻 \\(R_d\\)

寄生栅极等效电阻 \\(R_g\\)

这些等效电路单元的组合可以更精确地反映场板结构氧化镓功率MOSFET器件的物理本质,并准确模拟其物理特性,从而使设计过程更直观,参数提取过程更简单。

建议在设计和仿真MOSFET放大器时,根据具体的工作区间选择合适的等效电路模型,以确保准确的性能分析和优化。

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