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源跟隨器作為緩沖器的使用

CHANBAEK ? 來源:CMOS模擬集成電路設計 ? 作者:小浩學長 ? 2023-04-26 11:24 ? 次閱讀

對于共源級的分析指出,在給定的電源電壓下,要獲得更高的電壓增益,負載阻抗必須盡可能大。如果這種電路驅動一個低阻抗負載,為了使增益的損失小到可以忽略不計,需要在放大器的后面放置一個“緩沖器”。源跟隨器(也可以稱為共源級放大器)就可以起到一個電壓緩沖器的作用。

圖片

這是源跟隨器的模型,也可以稱為共漏級放大器,因為其輸入端接在柵極,輸出端接在源級。 源跟隨器主要起到一個電壓緩沖器的作用。 值得注意的是,只要Vin不超過VDD,上圖中的M1就會一直工作在飽和區。 VGS小于等于VDS,那么VDS肯定會大于等于VGS-VTH。

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上圖是源跟隨器作為緩沖器的一個例子,將源跟隨器接在共源級放大器的后面作為緩沖器使用。

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我們可以畫出源跟隨器的小信號模型,來分析其增益。 V1=Vin; Vbs=-Vout; 可以計算出其增益。

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我們可以看出,即使RS無窮大,源跟隨器的增益也會小于1(除非不考慮體效應)。

在源跟隨器中,M1的漏電流受直流電平的影響強烈。 從而會使輸入-輸出特性呈現非線性。 為了緩解這個問題,可以用一個電流源代替電阻。 該電流源可以用一個工作在飽和區的NMOS管來實現。

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在I1是理想電流源且無溝道長度調制效應和體效應時,源跟隨器的增益等于1。

源跟隨器表現出高的輸入阻抗和中等的輸出阻抗。 但是這是以非線性和電壓余度的減小的兩個缺點為代價的。 一般的,源跟隨器通常有顯著的非線性,如果把襯底和源接到一起,可以消除由體效應引起的非線性。 這樣的方法僅對PMOS管有效。 源跟隨器會引入顯著的噪聲。

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