共閘極放大器英文解釋翻譯、共閘極放大器的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 common-gate amplifier
分詞翻譯:
共的英語翻譯:
altogether; common; general; share; together
【醫】 sym-; syn-
閘的英語翻譯:
brake; gate; sluice gate; switch
【化】 brake
【醫】 switch
極的英語翻譯:
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【醫】 per-; pole; polus
放大器的英語翻譯:
amplifier; magnifier
【計】 amplifier; expandor; recording amplifier
【化】 amplifier
【醫】 amplifier
專業解析
共閘極放大器(Common-Gate Amplifier)詳解
1. 基本定義與結構
共閘極放大器(Common-Gate Amplifier, CG)是場效應晶體管(FET)放大器的三種基本組态之一。其結構中,輸入信號從源極(Source)注入,輸出信號從漏極(Drain)提取,而閘極(Gate)直接接地或通過電容接地,作為輸入與輸出的公共參考端。這種配置在中文中亦稱為“共栅極放大器”(“栅極”為大陸術語,“閘極”多見于台灣文獻)。
2. 核心特性
- 低輸入阻抗:輸入信號直接驅動源極,輸入阻抗較低(通常為 ( Z_{in} approx frac{1}{g_m} ),其中 ( g_m ) 為晶體管跨導),適合電流信號輸入場景。
- 高輸出阻抗:輸出端從漏極提取,輸出阻抗較高(約等于負載電阻或晶體管本征輸出阻抗),利于電壓信號傳輸。
- 電壓增益:電壓增益 ( A_v ) 為正(同相放大),表達式為:
$$
A_v = g_m cdot R_D
$$
其中 ( R_D ) 為漏極負載電阻。
- 電流增益:接近單位增益(( A_i approx 1 )),因輸入電流近似等于輸出電流。
- 高頻性能:閘極接地可減小密勒效應(Miller Effect),適用于高頻電路(如射頻放大器)。
3. 典型應用場景
- 電流緩沖器:利用低輸入阻抗特性,将高阻抗電流源轉換為低阻抗輸出。
- 射頻(RF)電路:如低噪聲放大器(LNA)的級聯設計(Cascode),結合共源極(CS)結構以提升帶寬和穩定性。
- 阻抗匹配:在信號鍊中連接高輸出阻抗模塊與低輸入阻抗模塊。
4. 與其他組态的對比
特性 |
共閘極 (CG) |
共源極 (CS) |
共漏極 (CD) |
輸入阻抗 |
低 |
高 |
高 |
輸出阻抗 |
高 |
高 |
低 |
電壓增益 |
中高(正相) |
高(反相) |
≈1(同相) |
電流增益 |
≈1 |
高 |
高 |
5. 參考來源
- 《微電子電路》(第7版):Sedra/Smith 教材詳細分析了共栅極放大器的等效電路模型與增益計算。
- IEEE《固态電路雜志》:多篇論文探讨CG結構在毫米波放大器中的低噪聲優化設計。
- 《電子工程術語标準》:國際電工委員會(IEC)對“共閘極”與“共栅極”術語的标準化定義。
注:術語“閘極”與“栅極”均為Gate電極的中文譯名,實際使用需依目标讀者群體選擇(工程文獻多采用“栅極”)。
網絡擴展解釋
共閘極放大器(Common Gate Amplifier)是場效應管(FET)放大電路的一種基本配置,其特點是栅極(Gate)作為輸入和輸出的公共端。以下是對其工作原理和特性的詳細解釋:
1. 基本結構
- 輸入信號:加在場效應管的源極(Source),栅極通過電容接地(交流信號端)。
- 輸出信號:從漏極(Drain)取出。
- 公共端:栅極對交流信號等效為接地,因此稱為“共栅極”。
2. 主要特性
(1)電壓增益
- 電壓增益公式為:
$$
A_v = g_m cdot R_D
$$
其中,$g_m$ 為場效應管的跨導,$R_D$ 是漏極負載電阻。增益與共源極放大器類似,但輸出信號與輸入信號同相位(無反向)。
(2)輸入阻抗
- 輸入阻抗較低,近似為:
$$
Z_{in} approx frac{1}{g_m}
$$
適合連接低阻抗信號源(如電流源)。
(3)輸出阻抗
- 輸出阻抗較高,約為 $R_D$ 與場效應管漏極輸出電阻 $ro$ 的并聯值:
$$
Z{out} approx R_D parallel r_o
$$
3. 應用場景
- 高頻電路:因輸入-輸出隔離性好,可減少米勒效應(Miller Effect),適合寬帶或射頻放大。
- 電流緩沖器:低輸入阻抗適合将電流信號轉換為電壓信號。
- 級聯放大器:常與共源極放大器級聯,提升整體性能(如增益和帶寬)。
4. 與其他配置的對比
配置類型 |
電壓增益 |
輸入阻抗 |
輸出阻抗 |
相位關系 |
共源極(CS) |
高 ($-g_m R_D$) |
高 |
中等 |
反相 |
共漏極(CD) |
≈1 |
極高 |
低 |
同相 |
共栅極(CG) |
中 ($g_m R_D$) |
低 |
高 |
同相 |
5. 優缺點總結
- 優點:高頻性能好、輸入-輸出隔離性強、適合電流驅動。
- 缺點:輸入阻抗低,可能需額外阻抗匹配電路。
若需進一步了解具體電路設計或公式推導,可參考模拟電子技術教材中關于場效應管放大器的章節。
分類
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