共閘級的轉阻、輸入阻抗與有限偏壓電阻
對應:0249–0252、0269、0271。
電流方向與連線
gate 接 AC 地;drain 接 RL,source 接注入訊號電流 iin 及偏壓源輸出電阻 RB。本節 iin 定義為注入 source 節點,因此與 0271 的向下電流箭頭相反;比較有號結果時須反號。
令 vx 是 source 電壓,GL=1/RL, GB=1/RB,不含 body effect:
(GB+gm+go)vx−govo=iin,
−(gm+go)vx+(GL+go)vo=0.
直接解 KCL
令 Q=1+gmro,乘開導納分母後:
AR=iinvo=RL+ro+QRBQRBRL,
Rin=iinvx=RL+ro+QRBRB(RL+ro).
流入負載的電流比為
iiniL=RLAR=RL+ro+QRBQRB.
受控源電流的大小比為 gmRin。它可能大於 1,但真正輸送到負載的電流比仍由上一式決定;不可混淆受控源內部循環電流與外部負載電流。
漸近區域與教材 RLc
實際分母的轉折尺度為
Rcrit=ro+QRB.
若 gmro≫1, gmRB≫1,則
Rcrit≃RLc=gmroRB.
| 區域 |
AR |
Rin |
條件 |
| 小負載 |
≃RL |
≃1/gm |
RL≪ro 且 QRB≫ro |
| 中間 |
≃RL |
≃RL/(gmro) |
ro≪RL≪QRB |
| 大負載 |
→QRB |
→RB |
RL≫ro+QRB |
大負載時,iL/iin→0,而內部受控源電流比趨近 gmRB,解釋 0251 圖的兩條不同曲線。
0271:理想輸出電流源負載
取 RL→∞:
vx=RBiin,vo=(1+gmro)vx,AR=(1+gmro)RB≃gmroRB.
若採原圖向下的 iin,兩個電壓與 AR 都反號。教材的正值 AR 是大小。
輸出阻抗必須說明是否包含負載
將輸入訊號電流源開路、注入 drain 測試電流,放大器本體阻抗為
Rout,amp=ro+(1+gmro)RB.
若量測端包含外接 RL,則 Rout,loaded=Rout,amp∥RL。0269 表中含 RL 卻列很大的 Rout,是排除外接負載的放大器本體值;必須先講清楚埠定義。
RB→∞ 而 RL 有限時:AR=RL,Rin=(RL+ro)/(1+gmro)。若 RB,RL 都理想無限,注入非零 DC 小訊號電流沒有有限的靜態解;不能把表格的「—」當成 0。
不用 SFG:二節點矩陣與三個極限已完整解释圖形。符號程式驗證兩個阻抗、轉阻及端點極限。
來源對照