共栅级的跨阻、输入阻抗与有限偏置电阻
对应:0249–0252、0269、0271。
电流方向与连接
栅极接 AC 地;漏极接 RL,源极接注入信号电流 iin 及偏置源输出电阻 RB。本节 iin 定义为注入源极节点,因此与 0271 的向下电流箭头相反;比较有号结果时须反号。
令 vx 是源极电压,GL=1/RL, GB=1/RB,不含体效应:
(GB+gm+go)vx−govo=iin,
−(gm+go)vx+(GL+go)vo=0.
直接解 KCL
令 Q=1+gmro,乘开导纳分母后:
AR=iinvo=RL+ro+QRBQRBRL,
Rin=iinvx=RL+ro+QRBRB(RL+ro).
流入负载的电流比为
iiniL=RLAR=RL+ro+QRBQRB.
受控源电流的大小比为 gmRin。它可能大于 1,但真正输送到负载的电流比仍由上一式决定;不可混淆受控源内部循环电流与外部负载电流。
渐近区域与教材 RLc
实际分母的转折尺度为
Rcrit=ro+QRB.
若 gmro≫1, gmRB≫1,则
Rcrit≃RLc=gmroRB.
| 区域 |
AR |
Rin |
条件 |
| 小负载 |
≃RL |
≃1/gm |
RL≪ro 且 QRB≫ro |
| 中间 |
≃RL |
≃RL/(gmro) |
ro≪RL≪QRB |
| 大负载 |
→QRB |
→RB |
RL≫ro+QRB |
大负载时,iL/iin→0,而内部受控源电流比趋近 gmRB,解释 0251 图的两条不同曲线。
0271:理想输出电流源负载
取 RL→∞:
vx=RBiin,vo=(1+gmro)vx,AR=(1+gmro)RB≃gmroRB.
若采原图向下的 iin,两个电压与 AR 都反号。教材的正值 AR 是大小。
输出阻抗必须说明是否包含负载
将输入信号电流源开路、注入漏极测试电流,放大器本体阻抗为
Rout,amp=ro+(1+gmro)RB.
若测量端包含外置 RL,则 Rout,loaded=Rout,amp∥RL。0269 表中含 RL 却列很大的 Rout,是排除外置负载的放大器本体值;必须先讲清楚端口定义。
RB→∞ 而 RL 有限时:AR=RL,Rin=(RL+ro)/(1+gmro)。若 RB,RL 都理想无限,注入非零 DC 小信号电流没有有限的静态解;不能把表格的「—」当成 0。
不用 SFG:二节点矩阵与三个极限已完整解释图形。符号程序验证两个阻抗、跨阻及端点极限。
来源对照