共源級(jí)放大器具有采用電源負(fù)載的共源級(jí)，二極管連接方式的負(fù)載的共源級(jí)，電流源負(fù)載的共源級(jí)，有源負(fù)載的共源級(jí)，源級(jí)負(fù)反饋的共源級(jí)。接下來(lái)會(huì)給大家根據(jù)小編自己的理解簡(jiǎn)單介紹一下這五種類型的共源級(jí)放大器。

共源級(jí)放大器的定義

共源級(jí)（common-source）放大器定義為，在柵級(jí)輸入信號(hào)，在漏級(jí)輸出信號(hào)。它具有高的輸入阻抗、中等至較高的輸出阻抗，電壓增益大于1。

采用電阻作負(fù)載的共源級(jí)

這是采用電阻作負(fù)載的共源級(jí)的結(jié)構(gòu)圖，電路的大信號(hào)和小信號(hào)的特性我們都需要研究，我們先分析一下電路的大信號(hào)模型。

Vout=VDD-IDRD，對(duì)于M1晶體管而言，VGS=Vin；VDS=Vout。

上圖為輸入-輸出特性曲線。

如果Vin < VTH，M1工作在截止區(qū)，ID=0，所以Vout=VDD。

當(dāng)Vin接近VTH時(shí)，M1管開(kāi)始導(dǎo)通，存在漏極電流ID，使得Vout減小。因此，我們可以得到：

這里忽視了溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)。Vin越大，Vout越小。M1繼續(xù)工作在飽和區(qū)。

當(dāng)M1處于線性區(qū)和飽和區(qū)邊界時(shí)，Vout=Vin-VTH，也就是對(duì)應(yīng)圖中的A點(diǎn)。

當(dāng)Vin > Vin1時(shí)，M1工作在線性區(qū)：

因?yàn)橐屍骷ぷ髟陲柡蛥^(qū)，所以Vout>Vin-VTH，工作在A點(diǎn)的左側(cè)。

對(duì)輸出電壓求關(guān)于輸入電壓的偏導(dǎo)數(shù)，可以計(jì)算出增益的大小，當(dāng)然，我們也可以通過(guò)小信號(hào)模型的方法，更為簡(jiǎn)便的看出其增益的大小。小信號(hào)模型如下圖所示。

二極管連接型器件作為負(fù)載的共源級(jí)

在許多CMOS工藝下，電阻的阻值不精確或者物理尺寸不合適，因此，考慮用MOS管代替電阻RD。

把晶體管的柵極和漏極短接，可以起到小信號(hào)電阻的作用。在模擬電路里被稱為“二極管連接型”器件。

此結(jié)構(gòu)的小信號(hào)特性與兩端電阻相似。因?yàn)閂G=VD，所以晶體管總是工作在飽和區(qū)（VDS>VGS-VTH），這點(diǎn)不難理解。因?yàn)楣ぷ髟陲柡蛥^(qū)，我們要考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)，那么這個(gè)二極管連接型器件代替電阻的阻值是多少呢？假設(shè)存在體效應(yīng)，測(cè)試等效電阻的方法是外加電壓源，假設(shè)產(chǎn)生電流，計(jì)算VX和IX的比值。

我們可以根據(jù)電路的小信號(hào)模型可以看出來(lái)其等效電阻的大小。

我們現(xiàn)在分析采用二極管連接型器件做負(fù)載的共源級(jí)，考慮體效應(yīng)，忽略溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)。

用二極管連接型器件的等效電阻代替用電阻負(fù)載的共源級(jí)。我們可以非常容易的看出他的增益。

當(dāng)輸入和輸出電平發(fā)生變化時(shí)，增益相對(duì)保持不變，這說(shuō)明輸入-輸出特性呈線性。

采用電流源作負(fù)載的共源級(jí)

對(duì)于電阻或者二極管連接的負(fù)載而言，增大阻值會(huì)消耗直流壓降，從而限制輸出電壓的擺幅，不難理解，Vout=VDD-IDRD。

一個(gè)切實(shí)可行的方法就是用不服從歐姆定律的器件代替負(fù)載。

增益可以表示為：

有源負(fù)載的共源級(jí)

我們可以把輸入信號(hào)加在M1和M2的柵極上，使其變?yōu)橐粋€(gè)有源的負(fù)載，

可以看出這是一個(gè)CMOS反相器，利用數(shù)字電路的知識(shí)，我們可以列出他的真值表，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，輸出為低電平；當(dāng)輸入為低電平時(shí)，輸出為高電平。

我們可以根據(jù)小信號(hào)模型，計(jì)算出其增益

AV=-(gm1+gm2)(ro1||ro2)

工作在深線性區(qū)的MOS為負(fù)載的共源級(jí)

工作在深線性區(qū)的MOS器件的特性像電阻一樣，因此可以作為共源級(jí)的負(fù)載。

要求Vb足夠低，這樣才能保證M2工作在深線性區(qū)。

所以，電壓增益很容易計(jì)算出來(lái)，AV=-gm1Ron2

這個(gè)電路缺點(diǎn)就是Ron2對(duì)于一些參數(shù)的依賴，導(dǎo)致電路難以應(yīng)用。

帶源級(jí)負(fù)反饋的共源級(jí)

為什么要在源級(jí)加一個(gè)反饋電阻呢？這么做有什么意義呢？

由于漏電流與過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓（VGS-VTH）之間的非線性關(guān)系引入了大量的非線性，因此希望緩解這類器件的非線性。一般有2種做法。

第一種是用二極管接法的MOS管做負(fù)載的共源級(jí)的線性特性。

第二種就是在晶體管的源級(jí)串聯(lián)反饋電阻。輸入電壓的一部分降落在電阻RS上而不是柵極的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓。

第二種方便記憶，分母等于MOS管器件的跨導(dǎo)的倒數(shù)加上源地之間純電阻的串聯(lián)。