共源級放大器用電阻負載和有源負載的區別是什么?
共源級放大器是一種常見的放大器電路,它由一個MOSFET管和一個負載組成。在這個電路中,信號通過輸入端送入MOSFET的柵極,經過放大處理后,再經過負載輸出。負載有兩種類型,一種是電阻負載,一個是有源負載。在共源級放大器中,電阻負載和有源負載是兩種常見的負載方式。它們各自的特點和優缺點決定了在不同的應用環境下,選擇合適的方式能夠達到更好的性能。
電阻負載
電阻負載是一種簡單而常見的負載方式,在 MOSFET 管的源極和地之間連接一個電阻。當信號流經 MOSFET 管的時候,電阻會將 MOSFET 管輸出的電流轉化為電壓信號輸出。由于電阻負載是被動電路元件,它不會增加放大器的增益,而只能將放大后的信號提高到一定的電壓水平。同時,電阻負載也會影響輸出電流,并對放大器的輸入和輸出阻抗產生影響。電阻負載的優點在于其簡單性和容易實現,但缺點包括:一個固定的負載可能不能滿足不同的頻率響應需求,可能會產生功率損耗,而且不能在放大器輸出電壓已經達到飽和時提供可靠的反饋導致信號失真。
有源負載
有源負載與電阻負載不同,它是由一個單刪源極偏置的晶體管構成的。在實際電路中,有源負載通常是由另一個MOSFET管作為負載,這個MOSFET管的源極接地,柵極則連接放大器的輸出信號。通過調整有源負載管的偏置電壓,可以提高放大器的增益、改進輸出電流特性以及減輕電壓引起的失真等。相比于電阻負載,有源負載的優點在于它引入的反饋可以提高放大器的增益,并且能夠擴展的頻帶和阻抗。事實上一些特殊MOSFET結構的有源負載甚至能夠實現所謂的單電源操作。此外,由于有源負載本身可以產生一定的負載電流,因此可以提高放大器輸出電流能力,允許輸出更高的功率。
需要注意的是,有源負載也有一些缺點。例如,它會引入電荷注入效應,這導致了一些非線性關系,而且有些情況下有源負載可能會引入更多的噪聲,如果有源負載本身的W / L不合理選擇(W代表寬度,L代表輸出微米)可能會導致特別重的功耗。
總之,電阻負載和有源負載都有其優點和缺點。在選擇哪一種負載時應考慮到具體的應用環境以及需要達到的而不是一個負載比另一個更適合的情況。對于一般應用而言,有源負載常用于低噪聲,高增益,寬帶寬放大器的電路中,而對于低功率應用,更常使用電阻負載。
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