共源共栅级的小信号增益、放大过程-KIA MOS管
共源共栅级的小信号增益
共源共栅级的结构如上图所示,忽略沟长调制效应,得到小信号等效图如下图所示。
从上图中,我们看到,M1的电流与M2的电流相等,这是一个重要的特点,得到小信号增益为:
从小信号等效图来看,小信号增益与M2无关,即M2管没有放大能力,接下来,我们来从器件的角度来分析一下原因。
共源共栅级的放大过程
我们通过与共栅级的对比来探究原因。
共栅级的栅极电压为 V b ,是固定电位。在源级输入电压发生变化时,直接改变了共栅管的过驱动电压,产生了对应的漏电流,可以看到共栅级的放大能力是源于共栅管的跨导。
共栅级实现了以小的过驱动电压,产生漏电流并在负载上产生更大的压降实现放大。
但是共源共栅管的放大却不是如此。由于信号的输入形成的过驱动电压,在漏端产生了电流。在保证双管都工作在饱和区的时候,我们增大输入电压,得到了更大的漏电流。
由于双管的漏端电流相同,所以可以由漏端电流确定共栅管的漏源电压(忽略沟长调制效应),保证了等大的电流流入负载,这就体现了共栅管的开关而非放大特性。
从这个过程中我们看到,由于共源级的输入电压形成的过驱动电压形成漏电流,使得共栅级的过驱动电压追随共源级,所以从共源级到共栅级并没有形成电压的放大。
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