Gemeinsames Gate mit niedriger Eingangsimpedanz

Bei niedriger Eingangsimpedanz ist das gemeinsame Gate also nur besser als die gemeinsame Quelle, wenn die Eingangsquelle ein Stromsignal ist. Wenn die Eingangsquelle ein Spannungssignal ist, ist die gemeinsame Quelle besser.

Stimmst du dem zu?

Nein, die Eingangsimpedanz ist nicht Null und kann durch Einfügen eines Vorwiderstands leicht auf (z. B.) 100 Ohm oder 200 Ohm eingestellt werden.

Der Hauptvorteil von Common-Base (oder Common-Gate) besteht darin, dass die interne Miller-Kapazität zwischen Drain und Gate (oder Kollektor-Basis für einen BJT) bei hohen Frequenzen nur sehr geringe Auswirkungen hat.

Normalerweise schneidet die Miller-Kappe zwischen Drain (Kollektor) und Gate (Basis) für eine gemeinsame Quelle oder einen gemeinsamen Emitter die Hochfrequenzverstärkung erheblich ab, es sei denn, Sie treiben das Gate (oder die Basis) mit einem wirklich harten Signal mit niedriger Impedanz an. Ja, Sie müssen das für eine gemeinsame Quelle (Basis) tun, aber das Problem ist bei HF nicht so schlimm.

Das Lehrbuch sagt, dass das gemeinsame Gate Vorteile gegenüber der gemeinsamen Quelle für den Frequenzgang hat - nicht die Spannungsverstärkung - also ist es richtig. Es wird nicht speziell die gemeinsame Source mit dem gemeinsamen Gate für Spannungssignalanwendungen verglichen. Jede Schaltung hat ihre eigenen Vor- und Nachteile – die gemeinsame Quelle hat eine bessere Eingangsimpedanz für einen Spannungseingang, aber das gemeinsame Gate hat einen besseren Frequenzgang.

Trotz seiner niedrigeren Eingangsimpedanz ist das gemeinsame Gate dennoch nützlich in Anwendungen, die Spannungssignale verwenden. Beispielsweise ist die MOSFET-Kaskode eine gemeinsame Source, gefolgt von einem gemeinsamen Gate, das eine mit der gemeinsamen Source vergleichbare Gesamtspannungsverstärkung, aber eine viel höhere Bandbreite aufweist.

Ein Common-Source-Verstärker selbst funktioniert, indem er die Eingangsspannung unter Verwendung der Steilheit des MOSFET in einen Strom (den Drain-Strom) umwandelt$g_{\text{m}}$. Der Lastwiderstand$R_{\text{L}}$wandelt dann den Strom wieder in eine Spannung um, die als Ausgang genommen wird. Daher ist die Spannungsverstärkung ungefähr$-g_{\text{m}}R_{\text{L}}$. Leider führt die hohe Spannungsverstärkung von Gate zu Drain zu einem erheblichen Miller-Effekt , der die Bandbreite erheblich reduziert.

Die Kaskode reduziert den Miller-Effekt, indem ein Verstärker mit gemeinsamem Gate zwischen dem Drain des MOSFETs mit gemeinsamer Source und dem Lastwiderstand angeschlossen wird. Die Gesamtspannungsverstärkung der Kaskode bleibt im Grunde unverändert: Das gemeinsame Gate fungiert als Strompuffer (da die beiden MOSFETs denselben Drain-Strom teilen), sodass derselbe Strom durch den Lastwiderstand fließt wie im Verstärker mit gemeinsamer Quelle (wodurch dasselbe erzeugt wird Ausgangsspannung). Die niedrigere Eingangsimpedanz des gemeinsamen Gates bedeutet jedoch, dass die Spannungsverstärkung vom Eingang zum Drain des Common-Source-MOSFETs deutlich geringer ist – dies reduziert auch den Miller-Effekt und verbessert die Bandbreite. Obwohl der Eingang zum gesamten Kaskodenverstärker ein Spannungssignal ist, ist der Verstärker mit gemeinsamem Gate nützlich.