共源共栅放大器的分析
02-01
共源共栅放大器的分析
本学期学习了《集成电路设计方法》这一门课程，感谢谢老师一直悉心地教导，让我们收获良多。通过这门课程，我们对集成电路工艺、mos 器件有了一点了解，知道怎样使用EDA 软件，以及掌握了一些基本的集成电路的分析与设计方法。其中，共源共栅放大器那一节课令我印象深刻，下面我就以这一小节为例，来谈谈我听课后的感受和收获。
共源共栅级的级联叫做共源共栅结构，如图1所示，它显示了共源共栅电路的基本结构：M1产生与输入电压V in 成正比的小信号漏电流，将输入电压信号转变为电流信号；M2仅仅使电流流经R D ，将源极的电流信号传输到输出。
图1 共源共栅结构
课上老师给我们分析了共源共栅放大器的大信号特性（传输特性、输出电压范围）、小信号特性（增益、输出阻抗）、作用、高频特性与噪声特性。下面我详细说说我的理解。
大信号特性：当V i n ≤V t1时 ， M1、M2截止；当V i n ≥V t1时 ，M1、M2都饱和；而V in 足够大时，M1进入线性区，M2
也进入线性区。如图二所示。
图2 共源共栅级的输入—输出特性
分析偏置条件：为了保证M1工作于饱和区，必须满足V x ≥V in -V t1 . 假如M1和M2都处于饱和区，则V X 主要由V b 决定：V x =Vb -V GS 2。因此V b ≥V in +VGS2-V t1 , 如图3所示。为了保证M2饱和，必须满足V out ≥V b -V T2 , 如果V b 的取值是M1处于饱和区边缘，则V out ≥V in -V t1+VGS2-V t2。从而保证M1和M2工作在饱和区的最小输出电平
等于M1和M2的过驱动电压之和。
3 共源共栅电路的偏置电压 图