源極跟隨器電路分析

一 電路分析

源極跟隨器就是源極跟隨輸入信號（柵極電位）動作的電路。它的輸出阻抗很低，可以用于電動機(jī)、揚(yáng)聲器等重負(fù)載/低阻抗負(fù)載的驅(qū)動，

1.1 源極跟隨器電路的基本框架

如下圖是一個基本的源極跟隨器電路。它的輸出是從FET的源極得到。

在電路中沒有Rd（源極接地電路中可以決定放大倍數(shù)的漏極電阻）。因?yàn)樵礃O跟隨器不是從漏極輸出信號，因此沒有必要在Rd上產(chǎn)生電壓降。當(dāng)然下圖電路有Rd存在，也可以工作。不過由于漏極電流流過Rd時所產(chǎn)生的電壓降都轉(zhuǎn)換成熱耗，所以Rd可以去掉。

1.2 輸入與輸出波形

仿真上述電路的波形。

下圖是A點(diǎn)（Vin）和B點(diǎn)（Vg）的波形。兩者交流信號的幅度和相位一致。只是后者有直流偏置存在，直流來自R1和R2對V1的分壓（10V）。

下圖是B點(diǎn)（Vg）與D點(diǎn)（Vs）的波形。Vg與Vs的交流電壓相同。只是在直流成分上，柵極電壓比源極電壓高1.73V左右。

下圖是A點(diǎn)（Vin）和E點(diǎn)（Vout）的波形。兩者的幅度和相位基本一致，即輸出跟隨輸入。另外，在仿真中看到V1的電壓越高，Vin和Vo的重合度越高。

1.3 輸出阻抗為什么低？

首先在源極跟隨器電路的輸出部分，可以認(rèn)為它的輸出阻抗和負(fù)載電路如下。如果Cout是理想電容，其交流阻抗為零（根據(jù)信號頻率選擇合適的容值）。那么從交流信號的角度看，電路可以等效為Rs與RL的并聯(lián)。

其次，在上述的仿真中可以看到，Vgs是一個固定值，Vs的電壓由Vg與Vgs差值決定。與Rs和RL沒有關(guān)系。因此Vo的大小只與Vs交流成分相等，也即有Vin決定。換個角度看，無論Rs多大，RL只要足夠小，它們并聯(lián)后的阻抗都比RL。這也是之前提到此類電路可以驅(qū)動揚(yáng)聲器的原因。通常揚(yáng)聲器的阻抗也就是2R、4R、8R等。