MOSFET基本上是利用场效应的晶体管。MOSFET代表具有栅极的金属氧化物场效应晶体管。栅极电压决定了器件的电导率。根据该栅极电压，我们可以更改电导率，因此可以将其用作开关或放大器，就像我们将晶体管用作开关或放大器一样。
双极结型晶体管（BJT）具有基极，发射极和集电极，而MOSFET具有栅极，漏极和源极连接。除引脚配置外，BJT需要电流才能工作，而MOSFET需要电压。
MOSFET提供非常高的输入阻抗，并且很容易偏置。因此，对于线性小型放大器，MOSFET是一个很好的选择。当我们将MOSFET偏置在一个中心固定Q点的饱和区域时，就会发生线性放大。
下图显示了基本的N沟道MOSFET内部结构。MOSFET具有漏极，栅极和源极的三个连接。门与通道之间没有直接连接。栅电极是电绝缘的，因此，有时将其称为IGFET或绝缘栅场效应晶体管。
这是广受欢迎的MOSFET IRF530N的图像。
MOSFET的类型
根据工作模式，提供两种不同类型的MOSFET。这两种类型还具有两个子类型
- 耗尽型MOSFET或具有耗尽模式的MOSFET
- N沟道MOSFET或NMOS
- P沟道MOSFET或PMOS
- 增强型MOSFET或具有增强模式的MOSFET
- N沟道MOSFET或NMOS
- P沟道MOSFET或PMOS
耗尽型MOSFET
MOSFET的耗尽型通常在栅极至源极电压为零时导通。如果MOSFET是N沟道耗尽型MOSFET，则将存在一些阈值电压，这需要使器件关断。例如，阈值电压为-3V或-5V的N沟道耗尽型MOSFET，需要将MOSFET的栅极拉至负-3V或-5V以关闭器件。对于N通道，此阈值电压将为负；对于P通道，此阈值电压将为正。这种类型的MOSFET通常用于逻辑电路。
增强型MOSFET
在增强型MOSFET中，器件在栅极电压为零时保持OFF。要打开MOSFET，我们必须提供最小的栅极至源极电压（Vgs阈值电压）。但是，漏极电流高度依赖于该栅极-源极电压，如果Vgs增加，则漏极电流也以相同的方式增加。增强型MOSFET是构建放大器电路的理想选择。同样，类似于耗尽型MOSFET，它也具有NMOS和PMOS子类型。
MOSFET的特性和曲线
通过提供漏极至源极之间的稳定电压，我们可以了解MOSFET的IV曲线。如上所述，漏极电流高度依赖于栅极到源极电压Vgs。如果我们改变Vgs，漏极电流也将改变。
让我们看一下MOSFET的IV曲线。
在上图中，我们可以看到N沟道MOSFET的IV斜率，当Vgs电压低于阈值电压时，漏极电流为0，在此期间MOSFET处于截止模式。此后，当栅极至源极电压开始增加时，漏极电流也会增加。
让我们来看一个IRF530 MOSFET IV曲线的实际示例，
曲线显示，当Vgs为4.5V时，IRF530的最大漏极电流在25摄氏度时为1A。但是当我们将Vgs增大至5V时，漏极电流几乎为2A，最后在6V Vgs时可以提供10A漏极电流。
MOSFET的直流偏置和共源放大
好了，现在是时候使用MOSFET作为线性放大器了。如果我们确定如何偏置MOSFET并将其用于理想的工作区域，这并不是一项艰巨的任务。
MOSFET工作于三种工作模式：欧姆，饱和和捏断点。饱和区域也称为线性区域。在这里，我们在饱和区工作MOSFET，它提供了完美的Q点。
如果我们提供一个小信号（随时间变化）并在栅极或输入端施加直流偏置，则在正确的情况下，MOSFET可提供线性放大。
在上图中，较小的正弦信号（V gs）施加到MOSFET栅极，导致漏极电流与施加的正弦输入同步波动。对于小信号V gs，我们可以从Q点画一条直线，斜率为g m = dI d / dVgs。
上图中可以看到斜率。这是跨导斜率。它是放大系数的重要参数。此时漏极电流幅度为
ߡId = gm xߡVgs
现在，如果我们看一下上面给出的示意图，则漏极电阻器R d可以使用以下公式控制漏极电流和漏极电压
Vds = Vdd-I d x Rd（因为V = I x R）
交流输出信号为ߡVds =-ߡId x Rd = -g m xߡVgs x Rd
现在通过等式，增益将是
放大电压增益= -g m x Rd
因此，MOSFET放大器的总增益在很大程度上取决于跨导和漏极电阻。
单MOSFET基本共源放大器结构
要使用N沟道单MOSFET制作简单的共源放大器，重要的是要达到DC偏置条件。为了达到这个目的，使用两个简单的电阻R1和R2构建了一个通用分压器。还需要另外两个电阻作为漏极电阻和源极电阻。
为了确定该值，我们需要逐步计算。
MOSFET具有高输入阻抗，因此在工作条件下，栅极端子中不存在电流。
现在，如果我们看一下器件，就会发现有三个与VDD相关的电阻器（没有偏置电阻器）。这三个电阻分别是Rd，MOSFET的内部电阻和Rs。因此，如果我们应用基尔霍夫电压定律，则这三个电阻上的电压等于VDD。
现在，作为按照欧姆定律，如果我们乘用电阻的电流，我们将得到的电压为V = 1×R.因此，这里的电流为漏极电流或I d。因此，Rd两端的电压为V = I D x Rd，这与Rs相同，因为电流为相同的I D，因此Rs两端的电压为Vs = I D x Rs。对于MOSFET，电压为V DS或漏极至源极电压。
现在按照KVL，
VDD = I D x Rd + V DS + I D x Rs VDD = I D（Rd + Rs）+ V DS （Rd + Rs）= V DD – V DS / I D
我们可以进一步评估为
Rd =（V DD – V DS / I D）-R S Rs可以计算为Rs = V S / I D
其他两个电阻值可以通过公式V G = V DD（R2 / R1 + R2）确定
如果没有该值，则可以从公式V G = V GS + V S中获得
幸运的是，可以从MOSFET数据表中获得最大值。根据规范，我们可以构建电路。
两个耦合电容器用于补偿截止频率，并阻止来自输入或到达最终输出的直流电。我们可以通过找出直流偏置分压器的等效电阻，然后选择所需的截止频率来简单地获得这些值。公式将是
C = 1 /2πf要求
对于大功率放大器设计，我们之前使用两个MOSFET作为推挽配置构建了50瓦功率放大器，请按照实际应用中的链接进行操作。