共源共柵放大器的工作原理、電路分析-應(yīng)用有哪些

什么是Cascode放大器？

共源共柵放大器包括兩個(gè)階段，例如CE（共發(fā)射極）級(jí)和CB（公共基極）級(jí)，其中CE饋入CB。當(dāng)我們將其與放大器的單級(jí)進(jìn)行比較時(shí)，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(guò)使用兩個(gè)晶體管（即BJT或FET）來(lái)頻繁使用此放大器。在這里，一個(gè)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(qiáng)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(yīng)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(qiáng)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(yīng)用中。級(jí)聯(lián)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(wěn)壓器的應(yīng)用。他們?yōu)閮蓚€(gè)三極管設(shè)計(jì)了共源共柵共基共柵，其中第一個(gè)三極管的公共陰極設(shè)置，而下一個(gè)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(guān)特性（如五極管）的級(jí)聯(lián)三極管的簡(jiǎn)化。

共源共柵級(jí)的級(jí)聯(lián)叫做共源共柵結(jié)構(gòu)，如圖1所示，它顯示了共源共柵電路的基本結(jié)構(gòu)：M1產(chǎn)生與輸入電壓Vin成正比的小信號(hào)漏電流，將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)；M2僅僅使電流流經(jīng)RD，將源極的電流信號(hào)傳輸?shù)捷敵觥?/span>

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

大信號(hào)特性：當(dāng)Vin≤Vt1時(shí) ， M1、M2截止；當(dāng)Vin≥Vt1時(shí) ，M1、M2都飽和；而Vin足夠大時(shí)，M1進(jìn)入線性區(qū)，M2也進(jìn)入線性區(qū)，如圖二所示。

分析偏置條件：為了保證M1工作于飽和區(qū)，必須滿足Vx≥Vin-Vt1 .假如M1和M2都處于飽和區(qū)，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(qū)邊緣，則Vout≥Vin-Vt1+VGS2-Vt2。從而保證M1和M2工作在飽和區(qū)的最小輸出電平等于M1和M2的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓之和。

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(jí)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(jí)是FET的公共柵極，其輸入相位非常嚴(yán)格。o / p級(jí)的漏極電阻為Rd，可以從次級(jí)晶體管的漏極端子獲取Vout（輸出電壓）。

當(dāng)Q2晶體管的柵極端子接地時(shí)，晶體管的源極電壓和漏極電壓幾乎保持穩(wěn)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(yīng)也降低了，SO帶寬將增加。

下部晶體管的增益降低不會(huì)影響總增益，因?yàn)樯喜烤w管會(huì)補(bǔ)償總增益。上晶體管不受米勒效應(yīng)的影響，因?yàn)榭梢允褂寐O電阻器進(jìn)行從漏極到源極漂移電容的充電和放電。頻率響應(yīng)以及負(fù)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(wěn)定的電壓，而上部晶體管在其兩個(gè)端子處包括幾乎穩(wěn)定的電壓。從o / p到i / p基本上沒有反饋。因此，使用穩(wěn)定電壓的中間連接將兩個(gè)端子隔離得很好。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)如下：

該放大器提供高帶寬，增益，壓擺率，穩(wěn)定性以及輸入阻抗。對(duì)于兩晶體管電路，零件數(shù)非常少。

缺點(diǎn)如下：

該放大器需要兩個(gè)具有高壓電源的晶體管。對(duì)于雙晶體管共源共柵，應(yīng)在過(guò)程中通過(guò)足夠的VDS對(duì)兩個(gè)晶體管施加偏置，從而對(duì)電源電壓施加較小的限制。

因此，這全部是關(guān)于級(jí)聯(lián)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(gè)小問題，共射共基放大器的頻率響應(yīng)？

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