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

(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。

來源： 本文轉載自加油射頻工程師公眾號

審核編輯：湯梓紅