공통 게이트

일렉트로닉스에서 공통 게이트(common gate) 증폭기는 세 가지 기본 단일 스테이지 장효과 트랜지스터(FET) 증폭기 토폴로지 중 하나로, 일반적으로 전류 버퍼 또는 전압 증폭기로 사용된다. 이 회로에서 트랜지스터의 소스 단자는 입력 역할을 하고, 드레인은 출력이며, 게이트는 일부 DC 바이어스 전압(즉, AC 접지) 또는 "공통"에 연결된다.

유사한 접합형 트랜지스터 회로는 공통 베이스 증폭기이다.

응용

이 구성은 공통 소스 또는 소스 팔로워보다 덜 자주 사용된다. 그러나 공통 소스 증폭기와 결합하여 캐스코드 구성을 만들 수 있다. 예를 들어 CMOS RF 수신기에서 특히 FET의 주파수 한계 근처에서 작동할 때 유용하다. 임피던스 매칭의 용이성과 잠재적으로 더 낮은 노이즈 때문에 바람직하다. 그레이와 마이어 는 이 회로에 대한 일반적인 참고 자료를 제공한다.

저주파 특성


저주파 및 소신호 조건에서 그림 1의 회로는 그림 2의 회로로 나타낼 수 있으며, 여기서 MOSFET에 대한 하이브리드-파이 모델이 사용되었다.

증폭기 특성은 아래 표 1에 요약되어 있다. 근사식은 (일반적으로 정확한) rO >> RL 및 gmrO >> 1의 가정을 사용한다.

표 1   정의  표현식  근사식 단락 전류 이득 개방 회로 전압 이득 입력 저항 출력 저항 

일반적으로, 전체 전압/전류 이득은 부하 효과로 인해 위에 나열된 개방/단락 회로 이득보다 실질적으로 작을 수 있다(소스 및 부하 저항에 따라 다름).

폐쇄 회로 전압 이득

입력 및 출력 부하를 고려하면, 공통 게이트의 폐쇄 회로 전압 이득(즉, 부하 RL과 저항 RS를 가진 소스가 모두 연결된 이득)은 다음과 같이 쓸 수 있다.
  ,
이는 다음과 같은 간단한 제한 형태를 가진다.
 ,
gmRS가 1보다 훨씬 크거나 훨씬 작은지에 따라 달라진다.

첫 번째 경우 회로는 전류 팔로워 역할을 하는데, 이는 다음과 같이 이해할 수 있다. RS >> 1/gm일 때 전압원은 노턴 전류 vThév / RS와 병렬 노턴 저항 RS를 가진 노턴 등가로 대체될 수 있다. 증폭기 입력 저항이 작기 때문에 드라이버는 전류 분배에 의해 vThév / RS 전류를 증폭기에 공급한다. 전류 이득은 1이므로 동일한 전류가 출력 부하 RL에 전달되고, 옴의 법칙에 따라 vout = vThévRL / RS의 출력 전압이 생성되며, 이는 위 전압 이득의 첫 번째 형태이다.

두 번째 경우 RS << 1/gm이며 소스의 테브난 표현이 유용하며, 전압 증폭기의 전형적인 이득의 두 번째 형태를 생성한다.

공통 게이트 증폭기의 입력 임피던스가 매우 낮기 때문에 종종 캐스코드 증폭기가 대신 사용된다. 캐스코드는 전압 드라이버와 공통 게이트 회로 사이에 공통 소스 증폭기를 배치하여 RS >> 1/gm인 드라이버를 사용하여 전압 증폭을 가능하게 한다.

 같이 보기 
 전자 증폭기 변수
 사단자 회로망
 공통 드레인
 공통 소스
 공통 베이스
 공통 이미터
 공통 컬렉터

 각주 

 외부 링크 
 24GHz CMOS 프론트엔드

분류:증폭 회로