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芯片设计中的MOSFET共源共栅放大器与增益增强技术.docx
资料介绍
共源共栅（Cascode）放大器是CMOS模拟集成电路中最重要的基本结构之一，通过将共源放大器与共栅放大器级联，实现了高增益、宽带宽和良好的反向隔离特性。增益增强技术在此基础上进一步提高了共源共栅结构的等效输出阻抗，使放大器增益突破传统限制。本文系统分析共源共栅放大器的工作原理、性能特性以及各种增益增强技术的实现方法。
共源共栅放大器的基本结构
共源共栅的拓扑
共源共栅放大器由两个MOSFET串联组成：输入管
（共源级）提供跨导增益，共栅管（共栅级）提供高输出阻抗和反向隔离。输入信号施加在的栅极，输出信号从的漏极取出。共栅管的栅极接固定偏置电压，使其工作在饱和区。
共源共栅放大器的小信号增益为：
其中为输出节点的总阻抗，包括的输出阻抗和负载阻抗的并联。
基本原理
增益增强（Gain Boosting）技术通过辅助运放进一步提高共源共栅结构的输出阻抗。其基本原理是：在共源共栅结构的共栅管的栅极和源极之间接入一个辅助运放，检测源极电压的变化，通过负反馈稳定该节点电压，使的等效跨导和输出阻抗显著提高。
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