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芯片设计中的MOSFET共栅放大器与电流缓冲器设计.docx
资料介绍
芯片设计中的MOSFET共栅放大器与电流缓冲器设计
共栅（Common-Gate, CG）放大器是MOSFET三种基本放大器结构之一，与共源放大器和共漏放大器（源极跟随器）相比，共栅放大器具有独特的特性：低输入阻抗、高输出阻抗、非反相放大和良好的高频性能。这些特性使共栅放大器在射频接收机前端、电流缓冲器和高速模拟电路中具有重要应用。本文系统分析共栅放大器的工作原理、性能特性及其在芯片设计中的应用。
共栅放大器的基本结构
电路拓扑
共栅放大器的基本结构为：MOSFET的源极接输入信号
，栅极接固定偏置电压，漏极通过负载电阻接电源。输出信号从漏极取出。在集成电路中，负载通常由电流源或共源共栅结构实现，以提高增益。
共栅放大器的小信号增益为：
其中为跨导，为体效应跨导。与共源放大器不同，共栅放大器的增益为正（非反相），且包含体效应的贡献。
偏置条件
共栅放大器的偏置需要确保MOSFET工作在饱和区。栅极偏置电压应满足：
其中为输入直流电平。输入信号的直流电平决定了源极电位，进而影响和偏置电流。在设计中，通常使用电流源偏置输入节点，稳定电路的直流工作点。
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