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      共源共柵放大器的工作原理、電路分析-應用有哪些-KIA MOS管

      信息來源:本站 日期:2020-03-05 

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      共源共柵放大器的工作原理、電路分析-應用有哪些

      什么是Cascode放大器?

      共源共柵放大器包括兩個階段,例如CE(共發射極)級和CB(公共基極)級,其中CE饋入CB。當我們將其與放大器的單級進行比較時,其組合可以具有不同的特性,例如高輸入/輸出隔離度,高i / p阻抗,高o / p阻抗和高帶寬。


      在電流電路中,可以通過使用兩個晶體管(即BJT或FET)來頻繁使用此放大器。在這里,一個晶體管的工作方式類似于CE或公共源極,而其他晶體管的工作方式類似于CB或公共柵極。該放大器增強了I / O隔離,就像從O / P到I / P沒有直接耦合一樣,這降低了米勒效應并因此提供了高帶寬。


      共源共柵放大器的分析

      共源共柵放大器用于增強模擬電路的性能。共源共柵的利用是一種常見的方法,可用于晶體管以及真空管的應用中。級聯共源代碼用于1939年由Roger Wayne Hickman和Frederick Vinton Hunt撰寫的文章中。討論的是穩壓器的應用。他們為兩個三極管設計了共源共柵共基共柵,其中第一個三極管的公共陰極設置,而下一個三極管的公共柵代替五極管。因此,可以將其名稱假定為具有相關特性(如五極管)的級聯三極管的簡化。


      共源共柵級的級聯叫做共源共柵結構,如圖1所示,它顯示了共源共柵電路的基本結構:M1產生與輸入電壓Vin成正比的小信號漏電流,將輸入電壓信號轉變為電流信號;M2僅僅使電流流經RD,將源極的電流信號傳輸到輸出。


      放大器電路,共源共柵放大器


      從共源共柵放大器的大信號特性(傳輸特性、輸出電壓范圍)、小信號特性(增益、輸出阻抗)、作用、高頻特性與噪聲特性來分析,下面我詳細說說我的理解。


      大信號特性:當Vin≤Vt1時 , M1、M2截止;當Vin≥Vt1時 ,M1、M2都飽和;而Vin足夠大時,M1進入線性區,M2也進入線性區,如圖二所示。


      放大器電路,共源共柵放大器


      分析偏置條件:為了保證M1工作于飽和區,必須滿足Vx≥Vin-Vt1 .假如M1和M2都處于飽和區,則VX主要由Vb決定:Vx=Vb-VGS2。因此Vb≥Vin+VGS2-Vt1 ,如圖3所示。為了保證M2飽和,必須滿足Vout≥Vb-VT2 ,如果Vb的取值是M1處于飽和區邊緣,則Vout≥Vin-Vt1+VGS2-Vt2。從而保證M1和M2工作在飽和區的最小輸出電平等于M1和M2的過驅動電壓之和。


      放大器電路,共源共柵放大器


      共源共柵放大器電路

      使用FET的Cascode放大器電路如下所示。該放大器的輸入級是FET和Vin(輸入電壓)的公共電源,Vin與輸入端的柵極相連。該放大器的輸出級是FET的公共柵極,其輸入相位非常嚴格。o / p級的漏極電阻為Rd,可以從次級晶體管的漏極端子獲取Vout(輸出電壓)。


      當Q2晶體管的柵極端子接地時,晶體管的源極電壓和漏極電壓幾乎保持穩定。這意味著較高的Q2晶體管向較低的Q1晶體管提供低的i / p電阻。這降低了較低晶體管的增益,因此米勒效應也降低了,SO帶寬將增加。


      放大器電路,共源共柵放大器


      下部晶體管的增益降低不會影響總增益,因為上部晶體管會補償總增益。上晶體管不受米勒效應的影響,因為可以使用漏極電阻器進行從漏極到源極漂移電容的充電和放電。頻率響應以及負載僅受高頻影響。


      在該電路中,可以將輸出與輸入隔離。下部晶體管在源極和漏極的端子處包括大約穩定的電壓,而上部晶體管在其兩個端子處包括幾乎穩定的電壓。從o / p到i / p基本上沒有反饋。因此,使用穩定電壓的中間連接將兩個端子隔離得很好。


      優點和缺點

      優點如下:

      該放大器提供高帶寬,增益,壓擺率,穩定性以及輸入阻抗。對于兩晶體管電路,零件數非常少。


      缺點如下:

      該放大器需要兩個具有高壓電源的晶體管。對于雙晶體管共源共柵,應在過程中通過足夠的VDS對兩個晶體管施加偏置,從而對電源電壓施加較小的限制。

      因此,這全部是關于級聯放大器理論的。這些放大器有兩種類型,例如折疊式共源共柵放大器和bimos共源共柵放大器。這是一個小問題,共射共基放大器的頻率響應?


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