第5回
ソースフォロワとゲート接地:3つの基本増幅回路
アナログ回路入門シリーズ第5回です。増幅回路に負荷をつないだら利得が激減……その対策として、ソースフォロワとゲート接地を見ていきます。
どの端子に入れてどの端子から出すかで、増幅回路の性質は大きく変わります。ソースフォロワの大信号特性と小信号利得(基板バイアス効果で1より下がる理由)、出力抵抗≈1/gmとバッファとしての役割、ゲート接地の入力抵抗と利得を、回路図の変形とテスト電源で求め、3つの基本増幅回路を比較表にまとめます。
1導入:負荷をつないだら利得が激減?
ずんだもん
実験がピンチなのだ!増幅回路に負荷をつないだら、利得がガクッと下がったのだ。



ずんだもん
よろしくなのだ!負荷をつないでも平気な回路を知りたいのだ!

23通りのつなぎ方



ずんだもん質問
ドレインに入れる回路は無いのだ?

3ソースフォロワ:大信号特性



ずんだもん
グラフにすると、VOUTがVINの少し下をついてくるのだ!



ずんだもん質問
傾きは、ぴったり1なのだ?
4ソースフォロワ:小信号と利得(基板バイアス効果)



ずんだもん質問
グラフは0.83だったのだ。何が足りないのだ?




ずんだもん
第2回の基板バイアス効果が、ここで効いてくるのだ!

5ソースフォロワの出力抵抗
ずんだもん質問
でも、利得が1より小さいなら、何に使うのだ?



ずんだもん
電流源なのに、抵抗みたいにふるまうのだ!



6バッファとしての役割
ずんだもん質問
出力抵抗が小さいと、何がうれしいのだ?




ずんだもん
−35×10/(54+10)で、利得が約−5.5まで下がったのだ!ボクの実験と同じなのだ。


7ゲート接地

ずんだもん質問
ソースの電圧を上げると、出力はどうなるのだ?




ずんだもん質問
ソースに入れると、入力に電流が流れ込むのだ?



83つの基本増幅回路の比較


ずんだもん
ソースが入力か出力になると、1/gmが出てくるのだ!



9まとめ

ずんだもん
ゲート接地は、入力抵抗が約1/gm、利得は約+gm·RDなのだ!

ずんだもん
負荷で利得が下がる理由と、バッファの使い方をレポートに書けるのだ!

ずんだもん
最後まで読んでくれてありがとうなのだ!