공용문

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전자공학에서 공통 게이트 앰프는 일반적으로 전류 버퍼 또는 전압 앰프로 사용되는 3가지 기본 단단계 전계효과 트랜지스터(FET) 앰프 위상 중 하나이다. 이 회로에서 트랜지스터의 소스 단자는 입력 역할을 하고, 배수로는 출력이며, 게이트는 접지 또는 "공통"에 연결된다. 따라서 그 이름이 "공통"이다. 아날로그 양극성 접합 트랜지스터 회로는 공통 베이스 앰프다.

적용들

이 구성은 일반 소스 또는 소스 팔로워보다 덜 자주 사용된다. 예를 들어, CMOS RF 수신기에서 유용하며, 특히 FET의 주파수 제한 근처에서 작동할 경우 임피던스 매칭이 용이하고 잠재적으로 노이즈가 낮기 때문에 바람직하다. 그레이와 마이어는^[1] 이 회로에 대한 일반적인 참조를 제공한다.

저주파 특성

저주파 및 작은 신호 조건에서 그림 1의 회로는 MOSFET용 하이브리드 파이 모델이 채택된 그림 2의 회로로 나타낼 수 있다.

앰프 특성은 아래 표 1에 요약되어 있다. 대략적인 표현은 가정(보통 정확한) r_O >> R과_L gr_mO >> 1을 사용한다.

표 1.	정의	표현	근사표현
단락 전류 게인	${\displaystyle {A_{i}={i_{\mathrm {out}} \over i_{\mathrm {S}}}}}{\big }_{R_{{{}}}}}}}}{{}}}}}}}}{{}}}}}}}}}}}L}=0}}$	${\displaystyle \ 1}$	${\displaystyle \ 1}$
개방 회로 전압 게인	${\displaystyle {A_{v}={v_{\mathrm {out}} v_{\mathrm {S}}}}{\big }_{R_{{R_}}}}}}{{\mathrmatrm}}}}{}}}}}}}}}}}}}L}=\ft }}}$	${\displaystyle {\begin{m}+g_{mb}r_{\mathrm {O}+1){\frac {R_{L}}+R}{L}\end{matrix}}}}}}$	${\displaystyle \ g_{m}R_{L}}}$
입력 저항	${\displaystyle R_{\mathrm {in}}={\frac {v_{S}}{i_{{{}}}S}}}$	${\displaystyle {{R_{L}+R_{O}}\over {(g_{m}+g_{mb})r_{{mb}r_{{displaysty}}}{{displaysty}O}+1}}$	${\displaystyle {\displaysty}{\frac {1}{g_{m}}\end{data}}}}$
출력 저항	${\displaystyle R_{\mathrm {out}}}={\frac {v_{x}}{i_{x}}}}}}}}$	${\displaystyle \(1+(g_{m}+g_{mb})r_{O}R_{S}+r_{O}}}$	${\displaystyle(g_{m}r_{O})R_{S}}$

일반적으로 전체 전압/전류 이득은 부하 효과로 인해 위에 나열된 개방/단락 이득보다 실질적으로 적을 수 있다(원인과 부하 저항성에 따라 다름).

폐쇄 회로 전압 게인

입력 및 출력 로드를 고려하여 공통 게이트의 폐쇄 회로 전압 게인(부하 R과_L 저항 R이_S 모두 연결된 소스)은 다음과 같이 기록할 수 있다.

${\$$R_{S}}\end{matrix}},$

단순한 제한 형태를 가진

${\displaystyle A_{\mathrm {v} }={\begin{matrix}{\frac {R_{L}}{R_{S}}}\end{matrix}}\ \ \mathrm {or} \ \ A_{\mathrm {v} }=g_{m}R_{L}}$,

gR이_mS 한 개보다 훨씬 큰지 작은지에 따라서.

첫 번째 경우 회로는 다음과 같이 이해되는 전류 추종자 역할을 한다: R_S >> 1/g의_m 경우 전압 소스를 노턴 전류 v/R_Thév 및_S 병렬 노턴 저항 R과_S 동등한 노턴으로 대체할 수 있다. 앰프 입력 저항이 작기 때문에 운전자는 전류 분할에 의해 전류 v_Thév/R을_S 앰프로 전달한다. 전류 이득은 통일성이므로 동일한 전류가 출력 로드 R에_L 전달되어 옴의 법칙에 의해 출력 전압_out v = vR_ThévL/R_S, 즉 위의 전압 이득의 첫 번째 형태를 생성한다.

두 번째 경우, R_S << 1/g_m>와 선원의 테베닌 표현은 유용하며, 전압 증폭기의 전형적인 게인을 위한 두 번째 형태를 생성한다.

공통게이트 앰프의 입력 임피던스가 매우 낮기 때문에 캐스코드 앰프를 대신 사용하는 경우가 많다. 캐스코드는 전압 드라이버와 공통 게이트 회로 사이에 공통 소스 앰프를 배치하여 R_S >> 1/g의_m 드라이버를 사용하여 전압 증폭을 허용한다.

참고 항목

• 전자 증폭기 변수
• 투포트 네트워크
• 공동 배수구
• 공통출처
• 공통기준
• 공통방출기
• 공통집합기

참조

외부 링크

• A 24GHz CMOS 프런트 엔드