Общий затвор с низким входным сопротивлением

Это из моего учебника, рассказывающего о преимуществах усилителя с общим затвором. Автор говорит, что стадия с общим затвором обычно превосходит стадию с общим истоком по двум причинам.

Однако меня смущает вторая причина. Низкий входной импеданс является преимуществом только тогда, когда источником входного сигнала является токовый сигнал.

Таким образом, при низком входном импедансе общий затвор лучше, чем общий исток, только когда источником входного сигнала является текущий сигнал. Когда источником входного сигнала является сигнал напряжения, лучше использовать общий источник.

ты согласен с этим?

введите описание изображения здесь

Выделенный текст не говорит о том, что ввод должен быть текущим источником.
Но если вход не является текущим сигналом, то по этой причине общий вентиль не лучше, чем общий источник.
По какой причине?
Поскольку вход к источнику имеет низкое Z, источник напряжения с низким Zout лучше, и в результате получается более широкая полоса пропускания или самая высокая скорость нарастания, чем у обычного источника, за счет отсутствия снижения тока. то же самое для общей базы. т.е. более быстрое переключение или большая полоса пропускания в линейном режиме, когда это необходимо.

Ответы (2)

Таким образом, при низком входном импедансе общий затвор лучше, чем общий исток, только когда источником входного сигнала является текущий сигнал. Когда источником входного сигнала является сигнал напряжения, лучше использовать общий источник.

ты согласен с этим?

Нет, входное сопротивление не равно нулю, и его можно легко сделать, скажем, 100 Ом или 200 Ом, включив последовательный резистор.

Основное преимущество схемы с общей базой (или общим затвором) заключается в том, что внутренняя миллеровская емкость между стоком и затвором (или коллектор-база для BJT) очень мало влияет на высокие частоты.

Обычно для обычного истока или эмиттера крышка мельника между стоком (коллектором) и затвором (базой) значительно урезает усиление высоких частот, если только вы не управляете затвором (или базой) действительно жестким сигналом с низким импедансом. Да, вы должны сделать это для общего источника (базы), но проблема не так серьезна на ВЧ.

Кроме того, если вы выполняете переключение с последовательно включенными переключателями, вы можете использовать более быстрый или больший предшествующий транзистор, чтобы быстро «бесплатно» включить меньший преемник, в то время как затвор меньшего транзистора остается с фиксированным потенциалом (например, управляемым другим транзистором). управляющий сигнал, который в данный момент является статическим). Это имеет некоторое применение в структурах с фиксацией/взаимным исключением, таких как метастабильные триггеры и арбитры, но это всего лишь пример, с которым я недавно столкнулся. Я уверен, что в цифровой логике на микросхемах используется множество конфигураций с общим затвором, особенно в нестандартных ячейках.

В учебнике говорится, что общий затвор имеет преимущества перед общим истоком в частотной характеристике , а не в коэффициенте усиления по напряжению, так что это правильно. Это не сравнение общего источника с общим затвором специально для приложений сигналов напряжения. Каждая схема имеет свои преимущества и недостатки: общий исток имеет лучший входной импеданс для входа напряжения, но общий затвор имеет лучшую частотную характеристику.

Несмотря на более низкий входной импеданс, общий затвор, тем не менее, полезен в приложениях, использующих сигналы напряжения. Например, каскод MOSFET представляет собой общий исток, за которым следует общий затвор, который имеет общий коэффициент усиления по напряжению, сравнимый с общим истоком, но гораздо более широкую полосу пропускания.

Усилитель с общим истоком сам по себе работает путем преобразования входного напряжения в ток (ток стока) с использованием крутизны полевого МОП-транзистора. г м . Нагрузочный резистор р л затем преобразует ток обратно в напряжение, которое принимается за выход. Следовательно, коэффициент усиления по напряжению составляет примерно г м р л . К сожалению, высокий коэффициент усиления по напряжению от затвора к стоку приводит к значительному эффекту Миллера , который значительно уменьшает полосу пропускания.

Каскод уменьшает эффект Миллера за счет подключения усилителя с общим затвором между стоком полевого МОП-транзистора с общим истоком и нагрузочным резистором. Общий коэффициент усиления по напряжению каскода в основном неизменен: общий затвор действует как буфер тока (поскольку два полевых МОП-транзистора разделяют один и тот же ток стока), поэтому через нагрузочный резистор протекает тот же ток, что и в усилителе с общим истоком (таким образом, создавая такой же выходное напряжение). Однако более низкий входной импеданс общего затвора означает, что усиление напряжения от входа до стока MOSFET с общим истоком значительно ниже, что также снижает эффект Миллера и улучшает полосу пропускания. Несмотря на то, что на вход общего каскодного усилителя подается сигнал напряжения, усилитель с общим затвором полезен.