在电路设计中,选择适当的结构是至关重要的。共栅结构是其中一种重要的结构,在实际应用中有着广泛的应用。共栅结构是一种三极管共源共栅放大电路,它的名称来源于其特点:共用栅极而不共用源极。与传统的共射结构相比,它有着自身的特点和优势。
共栅结构与其他电路结构不同,一般具有以下特点:
1. 增益高:共栅结构可以实现很高的电压放大系数,且不需外界反馈电路即可实现潜在的放大倍数。这一点是优秀的电路性能所必需的。
2. 输入阻抗高:在该结构下,栅源电阻对于电路中的输入阻抗影响较小。
3. 输出阻抗低:这种结构上的MOS管的漏极提供了电路输出的低阻抗源。
4. 驱动容易:共栅结构的输入电容较低,所以可以用较低的硅晶体管驱动该结构。
由于共栅结构具有增益高、输入阻抗高和输出阻抗低等优点,因此它在许多应用中都有广泛的应用。
1. 放大器:共栅结构常被用作放大器,其优点是增益高、带宽宽、驱动容易。例如,在移动通信领域,射频前置放大器就是一个典型的共栅电路。
2. 滤波器:共栅结构还可用来实现滤波器,它的优点是阻抗变化小,不易产生谐波。一般来说,如果使用谐振型滤波器,它常会因为谐振回路而受到严重而负面的影响。
3. 开关电路:由于共栅结构具有较低的输出阻抗,因此在开关电路方面,常常会采用该结构。这是因为共栅结构能够方便地驱动较大负载电容,而不会影响开关的质量。
在电路设计的过程中,理解一个电路结构的优点和缺点非常重要,才能正确地选择和使用它。
共栅结构的优点包括:
1. 增益高:在单极性电源下也可以实现无源间接反馈的高增益。
2. 输出阻抗低:提供了电路输出的低阻抗源,可以方便地驱动较大的负载电容。
3. 驱动容易:共栅结构可用较小的晶体管或放大器接口驱动。
但共栅结构也存在一些缺点:
1. 集总电容:由于栅极与源极存在电容,因此集总电容较大,对于高频电路来说这是很大的缺点。
2. 阻尼比低:共栅结构的阻尼比较低,这意味着它容易受到幅度相位扭曲的影响,并产生过撞信号。
3. 规格相对较低:共栅结构的消噪能力较低,还有其性能容易受到工艺变化和制造偏差的影响。