共源共栅级中的米勒效应与信号源阻抗
对应:0256。原图的 CM 跨接输入栅极与中间节点;不是接地电容。
完整三节点矩阵
节点为栅极 vg、中间 vx、输出 vo。令
GS=1/RS、Q2=gm2+go2、Dx=go1+Q2。理想输出电流源负载,只保留 CM,CL:
GS+sCMgm1−sCM0−sCMDx+sCM−Q20−go2go2+sCLvgvxvo=GSvi00.
直接求解:
av=d0+d1s+d2s2Q2(sCM−gm1),
d0=go1go2,
d1=CLDx+CMgo2[1+RS(go1+gm1)],
d2=CMCL[1+RS(Dx+gm1)].
虽然有三个节点,只有两个独立电容状态,分母仍为二阶。零点为 +gm1/CM;图中没有画出不表示它不存在。
为何共源共栅级仍可能有米勒放大
低频、理想输出电流源负载使
vx/vg=−gm1ro1.
因此输入所见 CM 仍可能被 1+gm1ro1 放大。不能把「共源共栅级」当成米勒效应永远为零的保证。
在 gm2≫go1,go2、gm1≫go1 且 gm1RS≫1 时,
d1 主要两项为
CLgm2与RSCMgo2gm1.
令两者相等得到
RSt≃ro2CMCLgm1gm2.
所以原图的「No 米勒 if RS<RSt」应解读为米勒输入时间常数不主导,不是电容的反馈与前馈作用消失。
两侧主极点
若根分离 d12≫4d0d2:
ωd≃d0/d1,ωnd≃d1/d2.
输出主导时:
ωd≃1/(gm2ro1ro2CL).
米勒主导时:
ωd≃1/(gm1ro1RSCM).
次极点须由 d1/d2 求。教材的 1/(RSCM)、1/(ro2CL) 是比例尺度线;在 gm1∼gm2 时可能有接近 2 的系数差,不能把图的折线位置视为精确根。
近似与方法
- d1 省项的条件分别为 gm2≫go1+go2、RSgm1≫1+RSgo1。
- 转折附近两项都要保留;若根不分离,直接求二次根。
- 若关注频率接近 gm1/CM,必须保留 右半平面 零点。
- 不另画 SFG:反馈/前馈与 03 组同源,此处用实际三节点矩阵保留共源共栅级的输出耦合即可。
符号程序检查三阶矩阵行列式化成上述二阶多项式,并验证 DC 与 CM→0 极限。
来源对照
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