共源放大器英文解释翻译、共源放大器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 common-source amplifier
分词翻译:
共的英语翻译:
altogether; common; general; share; together
【医】 sym-; syn-
源的英语翻译:
fountainhead; source
【医】 source
放大器的英语翻译:
amplifier; magnifier
【计】 amplifier; expandor; recording amplifier
【化】 amplifier
【医】 amplifier
专业解析
共源放大器(Common-Source Amplifier)是场效应晶体管(FET)最基本的放大电路配置之一,其名称源于晶体管的源极(Source) 作为输入与输出信号的公共参考点(即交流接地)。以下是其详细解释:
一、核心结构与工作原理
-
电路拓扑
共源放大器通常由N沟道或P沟道FET构成。输入信号施加于栅极(Gate),输出信号从漏极(Drain) 取出,源极通过旁路电容交流接地,形成输入/输出的公共端。
- 直流偏置:通过栅极电阻与漏极负载电阻(或电流源)建立静态工作点。
- 交流通路:输入信号 (v_{gs}) 调制沟道导电性,产生漏极电流变化 (i_d = gm v{gs})((g_m) 为跨导),经负载电阻转换为输出电压 (v_o = -gm v{gs} R_D),实现电压放大。
-
信号极性
输出电压与输入电压相位相反(180°反相),表现为反相放大器特性。
二、关键性能参数
-
电压增益(Voltage Gain)
小信号增益公式为:
$$
A_v = frac{v_o}{v_i} = -g_m (r_o parallel R_D)
$$
其中 (r_o) 为FET输出电阻,(R_D) 为漏极负载电阻。增益与跨导 (g_m) 和等效负载电阻成正比。
-
输入/输出阻抗
- 输入阻抗:极高(因栅极绝缘,仅需考虑偏置电阻)。
- 输出阻抗:近似为 (r_o parallel R_D),受负载电阻和FET输出电阻影响。
-
频率响应
高频特性受FET极间电容(如 (C{gs})、(C{gd}))限制,米勒效应(Miller Effect)会显著降低带宽。
三、典型应用场景
- 高增益电压放大:适用于传感器信号前置放大、音频放大等场景。
- 反相信号处理:在运算放大器内部电路、逻辑反相器中广泛使用。
- 阻抗变换:高输入阻抗适合连接高阻信号源(如压电传感器)。
四、中英文术语对照
中文术语 |
英文术语 |
共源放大器 |
Common-Source Amplifier |
栅极 |
Gate (G) |
源极 |
Source (S) |
漏极 |
Drain (D) |
跨导 ((g_m)) |
Transconductance |
电压增益 ((A_v)) |
Voltage Gain |
米勒效应 |
Miller Effect |
参考文献
- Sedra, A. S., & Smith, K. C. Microelectronic Circuits (7th ed.). Oxford University Press. p. 456. 链接
- IEEE Xplore. "Analysis of Common-Source Amplifier with Active Load." IEEE Transactions on Education. 链接
- MIT OpenCourseWare. "Lecture 15: FET Amplifiers." 6.012 Microelectronic Devices and Circuits. 链接
- All About Circuits. "The Common-Source Amplifier." 链接
网络扩展解释
共源放大器(Common Source Amplifier)是场效应管(FET)放大器电路的一种基本结构,广泛应用于模拟电路和集成电路设计中。以下是其详细解释:
1.基本定义与结构
共源放大器以场效应管的栅极(Gate)作为输入端,漏极(Drain)作为输出端,源极(Source)为输入和输出信号的公共端(交流接地),因此得名“共源”。
其典型结构包括FET(如MOSFET)、负载电阻或电流源(常用有源负载替代)以及耦合元件。输入信号通过栅极-源极电压控制漏极电流,实现信号放大。
2.核心特点
- 高电压增益:通过调节FET的跨导和负载阻抗,可实现较高的电压放大倍数。
- 输入阻抗高:栅极输入端阻抗通常达兆欧级,减少对信号源的影响。
- 输出阻抗中等到较高:取决于负载类型(如电阻负载或有源负载),有源负载可显著提高输出阻抗。
3.工作原理
- 信号放大过程:输入电压((V{in}))变化引起栅源电压((V{GS}))变化,从而调制漏极电流((ID))。漏极电流流经负载后,转换为输出电压((V{out}))的变化。
- 小信号模型分析:常用跨导((g_m))和输出阻抗((r_o))参数推导增益,电压增益公式为:
$$
A_v = -gm cdot R{load}
$$
(负号表示输入与输出信号反相)。
4.典型应用场景
- 信号放大:用于音频放大器、射频前置放大器的初级增益级。
- 集成电路设计:搭配有源负载(如电流镜)提升增益和输出摆幅,适用于运算放大器输入级。
- 驱动电路:因输出阻抗较低,可直接驱动部分负载或后级电路。
5.设计考量
- 有源负载优势:使用电流源替代电阻负载,可在低功耗下实现高增益和高输出阻抗。
- 稳定性与频率响应:需考虑寄生电容和密勒效应,可能通过补偿电路优化相位裕度。
共源放大器凭借其高增益和灵活的负载配置,成为模拟电路设计的核心单元之一。实际应用中需权衡增益、带宽和功耗,结合有源负载等技术可进一步提升性能。
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