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第 7 章 金場半場效電晶體（MOSFET）放大電路 9

7-1-3 MOSFET 的小信號模型分析步驟

MOSFET 的小信號模型的電路特性分析步驟與 BJT 相同，

BJT 需先進行直流分析並且確認操作於主動區後，再求解交流等效

輸入電阻 r 或是 r ；而 MOSFET 需先進行直流分析，並且確認操
π
e
作於飽和區後，再求解轉移電導 g ，其中空乏型 MOSFET 與增強
m
型 MOSFET 的轉移電導 g 公式不同，因此同學們在進行小信號分
m
析時要特別留意，分析的流程圖如圖 7-6 所示，分析步驟如下：

Step 1 進行直流分析，直流分析時所有的電容器視為開路
狀態。

若 MOSFET 操作於飽和區，則分別求出各組態的 圖 7-6 小信號分析
閘源極電壓 V GSQ 、汲極電流 I DQ 以及直流工作點位 的流程圖

置，對共源極組態或是共汲極組態而言，直流工作點 Q(V DSQ , I )，對共
DQ
閘極組態而言，直流工作點 Q(V DGQ , I )。
DQ
Step 2 求解轉移電導 g m

(
1. 空乏型 MOSFET 的轉移電導 g = 2 × I DSS × 1 − V GS ) 或 g = 2 × I × I DSS
m
m
D
V P V P V P
×
2. 增強型 MOSFET 的轉移電導 g = 2K × (V – V ) 或 g =×2 K I DQ
m
t
GS
m
Step 3 將電壓源以及電容器短路後繪製小信號模型，在大部分的情況下交流等效
輸出電阻 r 忽略不計，即 r ≈ ∞Ω。
d
d
Step 4 計算各偏壓組態的交流特性
運用在基本電學中學習過的方法，計算放大器各種交流特性：輸入阻抗
Z 、輸出阻抗 Z 、電壓增益 A 、電流增益 A 以及功率增益 A …等。
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知識補給站
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由於 MOSFET 閘極的輸入阻抗非常大，因此閘極的電流 I G ≈ 0A，因此在求解電流增益 A i 時，無法運用
在上冊第四章雙極性接面電晶體（BJT）放大電路的分流定則，再配合電流放大率進行求解，但我們可以
Z
運用 A = A × R io i 的技巧，快速列出計算式，其中公式中的 R io 為輸出電流 i o 所通過的電阻值。
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