mos管放大的是电流还是电压

你是否也曾在电路设计中犹豫：MOS管到底是放大电流，还是放大电压？在一次音频前置放大器项目中，我就因为没弄清这一点，公式推导跑偏过。今天，我带你回到原点，从mos管的电压控制本质到共源放大器的设计要点，彻底搞懂它的放大机理。

在模拟电路设计里，mos管（Metal-Oxide-Semiconductor场效应管）是典型的电压控制器件：栅极几乎无直流电流流入，输入阻抗极高，可看作理想电压源；栅源电压vGS的微小变化，直接调控漏极电流iD。信号经耦合电容加到栅极，几乎不损耗能量，不易引噪声，这就是它在缓冲和阻抗匹配场合的杀手锏。

要让MOS管工作在放大状态，必须进入饱和区：

• 可变电阻区：vDS < vGS – VT，iD与vDS线性相关，像个可变电阻；

• 饱和区（放大区）：vDS ≥ vGS – VT，iD由vGS决定，适合做放大。

饱和区电流公式：

iD = Kn·(vGS – VT)²

由此可见，vGS的微幅信号在iD上会放大成平方变化，经过负载电阻Rd，就能在输出汇聚成数倍幅度的电压波动。

最常见的共源放大器拓扑如下：

Vin—C1—G│ MOS管 │—Rd—VDD

S—Rs—GND

Cs并联Rs

工作流程：

1. vGS上升 → 漏极电流iD增大；

2. iD变化经Rd映射成vout下降（vout = VDD – iD·Rd）；

3. 旁路电容Cs短路源极交流分量，放大更纯粹；

4. 耦合电容C1隔直流，保护偏置。

确定静态工作点后，动态参数可按下式估算：

• 电压增益：Av ≈ –gm·(Rd ∥ ro)，gm = 2√(Kn·IDQ)；

• 输入阻抗：Zin ≈ Rg1 ∥ Rg2；

• 输出阻抗：Zout ≈ Rd ∥ ro。

想提升增益？可加大Rd、增大IDQ、旁路Rs或优化耦合/旁路电容，权衡带宽与稳定性即可。

在设计实践中，我经常会把目标增益、带宽与功耗放在同一张表里对比，最终选出最适合的偏置和器件。毕竟，每个项目的电源电压、负载情况都不尽相同。

与BJT放大器相比，MOS管有以下核心区别：

1. 控制方式：MOS管电压驱动，BJT电流驱动；

2. 输入特性：MOS管栅极电流≈0，适合高阻接口；BJT基极需持续偏流；

3. 频率响应：MOS管可支持更高频，但寄生电容需小心；

4. 噪声与线性：MOS管低频线性度好，BJT中低频电流增益强；

5. 功耗与热稳定：MOS管静态功耗几乎零，需注意阈值漂移；BJT功耗随电流升，热失控更易。

综上所述，MOS管真正放大的是电压：它通过vGS驱动iD，再由负载电阻将电流变化映射为电压输出。这一“电压—电流—电压”的链条，就是它在共源放大器中扮演放大器角色的秘诀。理解原理、公式与电路结构，才能精准调参、优化设计。