Language
Country/Area
No result found
共閘放大器的秘密：為何在RF接收器中扮演重要角色？
在電子學中，共閘放大器是一種三種基本的單級場效應晶體管（FET）放大器拓撲之一，主要用於電流緩衝器或電壓放大器。在這個電路中，晶體管的源極作為輸入，漏極作為輸出，而閘極則連接到某個直流偏置電壓，通常稱為「共通」，這也造就了它的名字。相對應的雙極性結接晶體管電路則是共基放大器。
雖然共閘放大器的應用頻率不如共源放大器或源隨器那麼高，但它可以和共源放大器結合，形成串接配置。
共閘放大器在許多應用場景中表現出色，尤其是在CMOS RF接收器中。當工作接近FET的頻率限制時，共閘放大器的特性顯得尤為重要。此配置的優勢之一在於它能夠輕易地進行阻抗匹配，並且可能擁有較低的噪聲。這讓設計者能夠在設計RF接收器時，非常依賴共閘放大器的特性。
低頻特性
在低頻率下，在小信號條件下，報導此電路特性時，我們可以使用下圖的混合π模型來進行分析。共閘放大器的特性可以進一步以簡單的方式進行總結。
整體電壓/電流增益可能顯著低於開路/短路增益，主要取決於源電阻與負載電阻的影響。
封閉電路電壓增益
考慮到進口和出口的負載情況，共閘放大器的封閉電路電壓增益可以寫為：A_v ≈ \frac{g_m R_L}{1 + g_m R_S}。這種表達式的簡單極限形式則為：A_v = \frac{R_L}{R_S} 或 A_v = g_m R_L，根據g_m R_S的大小判斷。
當RS遠大於1/gm時，電路表現得像一個電流跟隨器，此時由於電壓來源的特性影響，輸出電壓與電流相對於來源電阻的比值變得非常重要。
相反地，當RS遠小於1/gm時，從Thévenin定理的角度分析，會得到一個典型的電壓放大器模型。儘管共閘放大器的輸入阻抗非常低，但它壓倒性優勢在需要高增益的應用中依然令人印象深刻。
串接配置的優勢
為了提高增益，通常會在共閘電路與電壓驅動器之間加入一個共源放大器，這樣設計可以確保在任何時候都能獲得實質的電壓放大。這就是為什麼共閘放大器經常與其它放大器設置配合使用，形成複雜的電路配置。
共閘放大器在RF接收器的設計中不僅能提高性能，還能有效降低噪聲，使其在各種無線應用中成為無可替代的元件。
其他相關概念
除了共閘放大器外，在相似的電路設計中還有其他多種放大器配置，包括共排、共源、共基等電路結構，各自都有其獨特的優勢與應用場景。進一步研究電子放大器的變數和二端口網絡，能夠幫助工程師針對特定需求作出最佳選擇。
隨著技術的進步，未來的RF接收器將能運用更高效的放大器設計，那麼這些知識如何影響我們對電子裝置的理解與使用呢?
