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低频特性揭秘：共闸放大器如何影响信号增益？
在电子学中，共闸放大器是三种基本单级场效应晶体管 (FET) 放大器拓扑之一，通常用作电流缓冲器或电压放大器。这种电路中，晶体管的源极作为输入，漏极为输出，闸极则连接到某个直流偏置电压（即交流地面），因此得名。相对应的双极接面晶体管电路是共基放大器。
应用
虽然这种配置的使用频率不及共源或源跟随器，但它可以与共源放大器结合以创建卡斯科配置。在 CMOS 无线电接收器中尤其有用，特别是在接近 FET 的频率限制时，因为它易于阻抗匹配且可能拥有更低的噪声。
低频特性
在低频和小信号条件下，所示电路可以通过混合 π 模型表示。该放大器特性的概述如下：
在一般情况下，总电压/电流增益可能会大大小于开路/短路增益，因为源和负载电阻的影响。
闭回路电压增益
考虑到输入和输出负载，关闭电路电压增益可以写作：
A_v ≈ \frac{g_m R_L}{1+g_m R_S}
这具有简单的极限形式：
A_v = \frac{R_L}{R_S} \quad 或 \quad A_v = g_m R_L
这取决于 g_m R_S 是大于还是小于 1。在第一种情况下，电路作用为电流跟随器，中间的分析如下：当R_S >> 1/g_m 时，电压源可以被视为其诺顿等效，通常输出的电流为v_TH/R_S，并且诺顿阻抗为R_S。由于放大器的输入阻抗较低，驱动器会通过电流分配向放大器输送电流 v_TH/R_S。电流增益为单位，与负载 R_L 相同，根据欧姆定律产生的输出电压 v_out = v_TH R_L / R_S，因此得到上述增益的第一种形式。
在第二种情况下，R_S << 1/g_m，源的泰夫仪表示是有用的，这会产生增益的第二种形式，这是典型的电压放大器特性。由于共闸放大器的输入阻抗非常低，因此通常使用卡斯科放大器。卡斯科放大器在电压驱动器和共闸电路间放置一个共源放大器，以便使用 R_S >> 1/g_m 的驱动器进行电压放大。
结论
共闸放大器虽然相对不常见，但在特定场合中的优势不可小觑。它不仅能提供良好的阻抗匹配，还可在特定应用中发挥出色的低噪声性能。认识和运用这种放大器对于了解现代电子设计的全貌至关重要。在这种情况下，挑战您自己：在未来的电子项目中，您会如何利用共闸放大器的特性来提升性能呢？
