源极跟随器电路分析

一 电路分析

源极跟随器就是源极跟随输入信号（栅极电位）动作的电路。它的输出阻抗很低，可以用于电动机、扬声器等重负载/低阻抗负载的驱动，

1.1 源极跟随器电路的基本框架

如下图是一个基本的源极跟随器电路。它的输出是从FET的源极得到。

在电路中没有Rd（源极接地电路中可以决定放大倍数的漏极电阻）。因为源极跟随器不是从漏极输出信号，因此没有必要在Rd上产生电压降。当然下图电路有Rd存在，也可以工作。不过由于漏极电流流过Rd时所产生的电压降都转换成热耗，所以Rd可以去掉。

1.2 输入与输出波形

仿真上述电路的波形。

下图是A点（Vin）和B点（Vg）的波形。两者交流信号的幅度和相位一致。只是后者有直流偏置存在，直流来自R1和R2对V1的分压（10V）。

下图是B点（Vg）与D点（Vs）的波形。Vg与Vs的交流电压相同。只是在直流成分上，栅极电压比源极电压高1.73V左右。

下图是A点（Vin）和E点（Vout）的波形。两者的幅度和相位基本一致，即输出跟随输入。另外，在仿真中看到V1的电压越高，Vin和Vo的重合度越高。

1.3 输出阻抗为什么低？

首先在源极跟随器电路的输出部分，可以认为它的输出阻抗和负载电路如下。如果Cout是理想电容，其交流阻抗为零（根据信号频率选择合适的容值）。那么从交流信号的角度看，电路可以等效为Rs与RL的并联。

其次，在上述的仿真中可以看到，Vgs是一个固定值，Vs的电压由Vg与Vgs差值决定。与Rs和RL没有关系。因此Vo的大小只与Vs交流成分相等，也即有Vin决定。换个角度看，无论Rs多大，RL只要足够小，它们并联后的阻抗都比RL。这也是之前提到此类电路可以驱动扬声器的原因。通常扬声器的阻抗也就是2R、4R、8R等。