放大威廉希尔官方网站 的基础—单级放大器（3）

三、共栅级（Common-Gate Stage）

图3.1.1 共栅级

图1.1.1 电阻负载的共源级

1.分析与简化

不严谨地说，共栅级与共源级是一样的。回看单级放大器1中的电阻负载的共源级，与图3.1.1相比，两者最大的不同是共源级从栅极输入信号，而共栅级从源极输入信号。

两者相同点在于，都是通过改变M1的VGS产生小信号电流，流经负载产生输出信号。 这样去理解，那我们的思路就豁然开朗了。

但分析两者之间的区别对我们来说才是重要的，有以下2个不同：

①共栅级以源极为信号输入端，输入阻抗小；②共栅级的源极与衬底之间存在电位差，需要考虑衬底偏置效应（体效应）。

2.重要指标的推导

因此，共栅级的等效跨导由gm1变为(gm1+gmb1)：

gm1 → (gm1+gmb1)

可见体效应增大了共栅级的等效跨导。

输入阻抗为：

R in =1/(gm1+gmb1)

******可见体效应进一步减小了共栅级的输入阻抗。

输出阻抗与共源级一致：

Rout=RD||ro1

故增益为：

**** |Av| =**(gm1+gmb1)( RD||ro1 ****** )

可见体效应增大了共栅级的增益。

3.共栅级的特点

①可以****用作阻抗变换。 输入阻抗是晶体管跨导的函数，可以通过改变晶体管偏置条件控制输入阻抗，在阻抗匹配中很有用。

② 增益比共源级略大。 体效应增大了共栅级的等效跨导。

四、共源共栅级（Cascode Stage）

图4.1.1 电阻负载的共源级

这一部分非常重要！！！！！！用得很多！！！！！！

但是我懒得写了，大同小异，大概就是共源级+共栅级。

最主要这几个特点：

①输出阻抗很大。可以参考我MOS等效输入阻抗那篇文章。

②增益很大。输出阻抗很大，所以增益也很大。

③限制输出动态范围（Swing）。同一条支路堆叠了更多的MOS，要保证其一直工作在饱和区，就需要消耗一定的压降。

因此，输出电压的最大值、最小值都会受到限制。可以采用折叠共源共栅缓解这个问题，但是会增加功耗。

④屏蔽特性。因为增益很大，所以输出端的电压变化基本上不会影响到输入端。