6. CMOS Amplifier, Common Gate Amplifier

0. Intro 

 오늘은 지난번 Common Source Amplifier에 이어 다른 amplfier의 gain과 input, ouput impedance를 알아보겠습니다.

 

 

1. Common Gate Amplifier

그림1. Common Gate Stage and small signal model

그림1은 Common Gate Stage와 small signal model입니다. 계산의 편의를 위해 gate-source사이의 전압 기준을 CS stage했을 때랑 반대로 잡고  전류의 방향도 위로 바꿨습니다.

또한 channel length modulation도 무시했습니다.

① Gain

그림1을 보시면 $V_{gs}$가 {V_{in})과 같은 것을 확인 할 수 있습니다.

그럼 $V_{out}=g_{m}V_{in}R_{D}$이므로 

$A_{v}=g_{m}R_{D}⋯①$이 됩니다.

 

만약 CLM을 고려하면 $A_{v}=(\frac{1}{r_{o}}+g_{m})(r_{o}||R_{D})$가 됩니다

CLM을 무시한 다는 것은 $r_{o}=\infty$이니까 대입하면  $①$식과 같게 되죠?

왜 그렇게 나오는지는 그림1에 $r_{o}$추가 하시고 계산 하시면 쉽게 나옵니다.

② I/O impedance - Rin

그림2. CG stage, $R_{in}$

$R_{in}$은 CS stage에서 해주었던 것처럼 계산하면 됩니다.

$V_{x}= V_{gs}$이고 $I_{x}=g_{m}V_{gs}$이므로

$R_{in}=\Large \frac{1}{g_{m}}$이 됩니다.

③ I/O impedance - Rout

그림3. CG stage, $R_{out}$

이번에도 CS stage에서 해주었던 것처럼 하면 됩니다. output impedance를 구해야 하니 input을 short시켜야겠죠?

보시다시피 $V_{gs}$는 0이기 때문에 

$R_{out}=R_{D}$가 됩니다.

 

이상으로 Common Gate Amplifier에 대한 설명이었습니다.

 

다음 글에는 마지막인 Source Follower에대해 포스팅을 해보겠습니다.

 

질문 오류지적 환영합니다