[전자회로] Common Source Amplifier

이전 게시글에서 MOSFET Biasing에 대해 알아보았습니다.

오늘부터는 MOSFET을 이용한 Amplifier에 대해 공부해보려고 합니다.

3종류를 다뤄보려고 하는데요,

이 순서로 진행하겠습니다.

Common Source Amplifier는 줄여서 CS Amplifier라고 부르곤 합니다.

CS Amplifier는 Gate in Drain out을 기본으로 합니다.

해석할 때에는 파이 모델을 이용하는 것이 편할거 같아요.

우선 Rin과 Rout은 바라보는 쪽에서 해석하면 쉽게 구할 수 있습니다.

그 다음 v_out을 구해볼까요?

옴의 법칙 V=IR 기억하시나요?

v_out = IR 입니다.

여기서 I는 가운데 전류원을 이용하면 되고, R은 저기 3개의 저항을 병렬로 보면 되겠죠.

따라서 v_out = -gmvgs(Rout||R_L) 로 구할 수 있습니다.

v_in은 v_gs겠죠?

그럼 전압이득을 쉽게 구할 수 있습니다.

Av = v_out / v_in 에 대입하면 노트에 있는 식이 나오게 됩니다.

CS Amplifier는 전압이득이 마이너스인 것을 알 수 있습니다.

이번엔 Source에 저항이 하나 추가되었습니다.

이거 하나 달렸다고 식이 정말 복잡해져요..

일단 Rin 저번처럼 R_G입니다.

Rout = Rx || Rd라고 하고 Rx를 구해보면 r0 + Rs + gmroRs가 나옵니다.

아까처럼 v_out을 구해보면 -gmvgs (Rx||Rd||RL) 이겠죠

여기서 v_gs = v_g - v_s 입니다.

전류원 중심에서 키르히호프 법칙을 쓰면 v_s를 v_g에 대해 정리할 수 있습니다.

이것을 아까 v_gs에 대입하면 v_s를 지울 수 있습니다.

v_g는 곧 v_i이므로 저 식은 v_out과 v_in으로 이루어진 식이 됩니다.

정리하면 Av = v_out / v_in으로 나타낼 수 있습니다.

만약 여기서 R_L이나 R_s가 없으면 그냥 저 식에서 빼버리면 됩니다.

시험 전에 한 번 유도해보는 것을 추천드려요!

그럼 공식이 기억 안나도 문제를 풀 수 있게 됩니다.

인생은 Metastability