Společná brána - Common gate

Tento článek obsahuje seznam obecných Reference, ale zůstává z velké části neověřený, protože postrádá dostatečné odpovídající vložené citace. Prosím pomozte zlepšit tento článek představuji přesnější citace. (Dubna 2009) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Obrázek 1: Základní obvod společné brány N-kanálu (zanedbávání předpětí podrobnosti); aktuální zdroj Já_D představuje aktivní zatížení; signál je aplikován na uzel PROTI_v a výstup je převzat z uzlu PROTI_ven; výstupem může být proud nebo napětí

v elektronika, a společná brána zesilovač je jedním ze tří základních jednostupňových tranzistor s efektem pole (FET) topologie zesilovače, obvykle používané jako a proud nárazník nebo Napětí zesilovač. V tomto obvodu slouží zdrojová svorka tranzistoru jako vstup, odtok je výstup a brána je připojena k zemi, nebo „společná“, proto její název. Analogické bipolární spojovací tranzistor obvod je zesilovač společné základny.

Aplikace

Tato konfigurace se používá méně často než společný zdroj nebo sledovatel zdroje. To je užitečné například v RF přijímačích CMOS, zvláště když pracuje poblíž frekvenčních omezení FET; je to žádoucí z důvodu snadnosti impedanční přizpůsobení a potenciálně má nižší hluk. Gray a Meyer^[1] poskytnout obecný odkaz na tento obvod.

Nízkofrekvenční charakteristiky

Obrázek 2: Nízkofrekvenční signál malého signálu model hybrid-pi pro zesilovač poháněný a Zdroj signálu Norton

Při nízkých frekvencích a méně malý signál podmínek může být obvod na obrázku 1 reprezentován obvodem na obrázku 2, kde model hybrid-pi pro MOSFET byl použit.

Obrázek 3: Hybridní model pi se zkušebním zdrojem i_X na výstupu najít výstupní odpor

Vlastnosti zesilovače jsou shrnuty níže v tabulce 1. Přibližné výrazy používají předpoklady (obvykle přesné) r_Ó >> R_L a G_mr_Ó >> 1.

stůl 1	Definice	Výraz	Přibližný výraz
Zkratový proudový zisk	${ displaystyle {A_ {i}} = {i _ { mathrm {out}} přes i _ { mathrm {S}}} { Big |} _ {R_ {L} = 0}}$	${ displaystyle 1}$	${ displaystyle 1}$
Zisk napětí naprázdno	${ displaystyle {A_ {v}} = {v _ { mathrm {out}} přes v _ { mathrm {S}}} { Big |} _ {R_ {L} = infty}}$	${ displaystyle { begin {matrix} ((g_ {m} + g_ {mb}) r _ { mathrm {O}} +1) { frac {R_ {L}} {r_ {O} + R_ {L }}} end {matrix}}}$	${ displaystyle g_ {m} R_ {L}}$
Vstupní odpor	${ displaystyle R _ { mathrm {in}} = { frac {v_ {S}} {i_ {S}}}}$	${ displaystyle {{R_ {L} + r_ {O}} nad {(g_ {m} + g_ {mb}) r_ {O} +1}}}$	${ displaystyle { begin {matrix} { frac {1} {g_ {m}}} end {matrix}}}$
Výstupní odpor	${ displaystyle R _ { mathrm {out}} = { frac {v_ {x}} {i_ {x}}}}$	${ displaystyle (1+ (g_ {m} + g_ {mb}) r_ {O}) R_ {S} + r_ {O}}$	${ displaystyle (g_ {m} r_ {O}) R_ {S}}$

Obecně může být celkový zisk napětí / proudu podstatně menší než výše uvedené otevřené / zkratové zisky (v závislosti na zdroji a odporech zátěže) kvůli efekt načítání.

Zisk napětí uzavřeného obvodu

Vezmeme-li v úvahu vstupní a výstupní zatížení, zisk napětí uzavřeného obvodu (tj. Zisk se zátěží R_L a zdroj s odporem R_S oba připojené) společné brány lze zapsat jako:

${ displaystyle {A _ { mathrm {v}}} přibližně { begin {matrix} { frac {g_ {m} R _ { mathrm {L}}} {1 + g_ {m} R_ {S}} } end {matrix}}}$ ,

který má jednoduché omezující formy

${ displaystyle A _ { mathrm {v}} = { begin {matrix} { frac {R_ {L}} {R_ {S}}} end {matrix}} mathrm {or} A_ { mathrm {v}} = g_ {m} R_ {L}}$,

podle toho, zda G_mR_S je mnohem větší nebo mnohem menší než jedna.

V prvním případě obvod funguje jako sledovač proudu, jak je chápán následovně: pro R_S >> 1/G_m zdroj napětí lze nahradit jeho Nortonův ekvivalent s proudem Norton proti_V / R._S a paralelní Nortonův odpor R_S. Vzhledem k tomu, že vstupní odpor zesilovače je malý, řidič dodává aktuální rozdělení aktuální proti_V / R._S do zesilovače. Aktuální zisk je jednota, takže stejný proud je dodáván do výstupní zátěže R_L, produkující podle Ohmova zákona výstupní napětí proti_ven = v_VR_L / R._S, tj. první forma zesílení napětí výše.

V druhém případě R_S << 1/G_m a Théveninova reprezentace zdroje je užitečná a vytváří druhou formu zisku, typickou pro napěťové zesilovače.

Protože vstupní impedance zesilovače se společnou bránou je velmi nízká, cascode místo toho se často používá zesilovač. Kaskádová místa a společný zdroj zesilovač mezi napěťovým budičem a obvodem společné brány umožňující zesílení napětí pomocí budiče s R_S >> 1 / g_m.

Viz také

• Proměnné elektronického zesilovače
• Sítě se dvěma porty
• Společný odtok
• Společný zdroj
• Společná základna
• Společný emitor
• Společný sběratel

Reference

externí odkazy

• Front-end CMOS s frekvencí 24 GHz