通过底部电阻的电流由底部 FET 的截止电压设置。

该电流与通过顶部电阻的电流基本相同，因此顶部电阻上的电压降与底部 FET 的截止电压相匹配。

如果底部 FET 与顶部 FET 足够相似，并且通过 Vout 端子的电流很小，则电压偏移将被抵消。

在第一个电路中，当输入电压发生变化（假设增加）时，输出电压会发生变化（增加）。这会改变（增加）330 Ω 电阻两端的电压，因此其电流也会增加。上部 JFET 中的较高电流会增加其 VGS。因此对于输入电压的一定变化，VGS也会发生变化，因此输出电压的变化并没有那么大（因为随着输入电压的增加，VGS也略有增加，因此输出变化没有那么大。

在第二个电路中，下部 FET 可以充当恒定电流吸收器。这使上部 FET 的 VGS 保持恒定，因此，VIN 的变化几乎精确地反映在 VOUT 中。

这并不完美——两个 JFETS 都有一个输出阻抗（==> VDS 对运行特定电流所需的 VGS 有一些轻微影响）。此外，输出上的负载也会改变上场效应管的 VGS。最终结果是增益永远不会精确地达到 1.00，但总是会稍微小一些——也许是 0.9 左右。

您的问题的答案是@Jansen 和@jp314 之前的两个答案的组合。

在第一张图中，您有一个电压跟随器，其中输入和输出之间的直流偏移 (Vgs) 是流过 330 欧姆电阻器的电流的函数。您可以查看 2N4392 数据表上的图表，了解其变化情况。显然，随着输入信号幅度的增加，电阻两端的电压变化更大，因此 Vgs 将随着通过电阻的电流的变化而变化。

这可以通过将 330 ohm 电阻增加到更大的值来改善，即电流变化更小，导致 Vgs 变化更小。然而，更好的解决方案是用恒定电流吸收器（根据第二张图）替换电阻器，该电流吸收器的作用类似于“非常高/无限”的电阻，即无论输出电压如何，电流都保持在固定值. 如果电流是固定的，那么显然 Vgs 是固定的。

消除 DC 偏移的最终解决方案，即将 Vgs 设置为零，是基于使用第二个相同设备对电流进行编程的想法（您将看到这个概念在 Horowitz 和 Hill 中一次又一次地使用）。基本上，如果我们使用特定偏移量 (Vgs) 设置电流，那么任何其他（相同）通过相同电流（串联）的设备都将具有相同的偏移量。在我们的例子中，顶部电阻上的电压降由通过底部相同电阻值的电流来编程，从而产生了 Vgs 降得到精确补偿并且直流偏置被移除的情况。

这种电压编程技术在 IC 设计中特别强大，其中相同的晶体管经历相同的一组条件（例如温度）可以协同工作。

令人惊讶的是，如此简单而直观的想法是如何难以理解的，并且它会定期提出所有这些问题。这让我写了这个详细的答案来揭示具体实现背后的理念。

简短说明

当 VGS 高于输入电压 VIN 时，输出电压 VOUT“升高”...但由于从其中减去补偿电压降 VR1 = VGS（图 1），因此输出电压等于输入电压。

图 1 VGS 补偿的概念（几何解释）

详细解释

这种巧妙的电路解决方案是著名电路概念的“鸡尾酒”。让我们研究一下它们是什么以及它们是如何在 OP 的电路中实现的。

负面反馈。顶部 JFET M1 连接在一个称为源极跟随器的负反馈电路中。它将其源极（电路输出）电压与其栅极（电路输入）电压进行比较（减去），并改变其漏极电流，直到它们相等。结果，输出电压复制输入电压，电路充当电压源。

下部 JFET M2 连接在另一个具有负反馈的电路中，称为恒流二极管。它会在恒定电阻 RE2 上产生电压降；然后将该电压与其阈值电压 Vth 进行比较，并改变其漏极电流，直到它们相等。因此，M2 保持其漏极电流（几乎）恒定，并且电路表现为恒定电流源（更准确地说，sink）。

交互 NFB 系统。这两个“源”相互连接并充当相互作用的负反馈系统。它们为彼此提供了理想的负载条件：电压“源”M1 作为电流“源”M2 的短路，电流“源”M2 作为电压“源”M1 的开路。形象地说，电压源在试图改变电流时“帮助”电流源，而电流源在试图改变电压时“帮助”电压源。在电路中，这种配置称为“级联”。

电流偏置。因此，M1 通过直接设置其漏极电流从源极一侧偏置。这是可能的，因为负反馈“反转”了 M1 的行为（就好像它的漏极电流控制栅源电压一样）。让我们看看如何。

电流吸收器 M2 “下拉” M1 源，因此试图从中汲取所需的电流。VGS1 降低，M1 通过增加其漏极电流来对这种干预做出反应，直到它等于所需的 M1 电流。这会产生漏极电流控制栅源电压的错觉。

动态负载。该电路具有极高的开环增益 (gm x Rdyn)，因为源极（又称“电流源”）中的动态电阻具有极高的差分电阻。我们可以看到两个级联的级 - 一个“电压到电流转换器”（跨导 gm）和一个“电流到电压转换器”（发射器中的动态电阻器，也称为“动态负载”），它们形成了一个“电压放大器”。结果，闭环增益几乎为 1（完美跟随器）。

被动补偿。这种旧技术的想法是通过等效的“抗干扰”来补偿干扰。这不仅仅是一个电路的想法；它可以在我们周围看到。在特定的 OP 电路中，这意味着通过“反电压”-VGS（图 2）来补偿电压 VGS。

图 2. 电路操作由红色的电压条和绿色的电流回路可视化（几何解释）。

输入电压由连接在电源轨之间的电位器 P 获得。为简单起见，图中显示了 VIN = 0 V（抽头位于中间）的情况。作为电压补偿的结果，输出电压为 VOUT = VIN = 0 V。让我们看看这是如何实现的。

电压转换。这里的特别之处在于，输出（源极）电压在 VGS 高于输入（栅极）电压时“升高”……我们必须用 VGS 将其“降低”回。相比之下，在大多数电压跟随器电路中，VOUT < VIN，我们必须用 VGS“提升”输出电压。

这种技术被称为“电压转换”。Widlar 在设计 702 运算放大器时首次使用它。由于“移动”电压是“浮动的”，它是通过将恒定电流通过恒定电阻器产生的。因此，当输入电压变化时，电阻器上的电压降保持恒定。

为了实现这个想法，电阻器 Re1 被插入到 M1 源中。M2 产生的电流 I 在其两端产生一个电压降 VRe1 = I.Re1 = VGS，该电压降从 VOUT 中减去（您可以将 Re1 视为具有电压 VGS 的相反“电池”）。这种补偿的结果是，VOUT = VIN...，电路充当完美的电压跟随器。

我希望我关于这个具有动态负载的源极跟随器的惊人电路的故事能够增加您对更复杂的模拟电路的兴趣......