7. CMOS Amplifier, Source Follower

0. Intro

 오늘은 CMOS amplifier 마지막 topology Source Follower에대해 작성해보겠습니다.

 

1. Source Follower

그림1. Source Follower

그림1 이 Source Follower입니다. Common Drain이라고도 합니다.

 

그동안 해왔던 것처럼 small signal analysis를 해보겠습니다.

 

 

 

그림2. Small signal equivalent of SF

마찬가지로 $V_{DD}$는 GND로 바꾸어 주었습니다.

근데 이거를 좀더 보기 쉽게 바꾸어주겠습니다.

 

 

그림3. Small signal equivalent of SF

 

이러면 좀더 직관적으로 와닿죠?

① Gain

$V_{in}=V_{1}+V_{out}$이므로

 

$g_{m}(V_{in}-V_{out})(R_{s}||r_{o})=V_{out}$

 

정리하면

 

$\Large \frac{V_{out}}{V_{in}}=\frac{g_{m}(R_{s}||r_{o})}{1+g_{m}(R_{s}||r_{o})}$

 

이렇게 나옵니다.

 

보통 $r_{o}$는 큰 값이기 때문에

 

$\Large \frac{V_{out}}{V_{in}}=\frac{g_{m}R_{s}}{1+g_{m}R_{s}}$라 할 수 있습니다

 

$ g_{m}R_{s}$가 충분히 크다면 $\Large \frac{V_{out}}{V_{in}} \simeq 1$이라고 할 수 있겠습니다.

 

그래서 input의 값이 output으로 그대로 나와서 Source Follower라고 하는 겁니다.

 

② I/O impedance - $R_{in}$

input impedance는 gate가 input이니 $R_{in}=\infty$가 됩니다.

③ I/O impedance - $R_{out}$

 

 

 

그림4. output impedance of SF

$R_{out}$은 Common Gate에서 구했던 $R_{in}$을 이용해서 구할 수 있습니다.

 

common gate에서 input impedance는 $\frac{1}{g_{m}}$였습니다.

 

그럼 여기 Source Follower에서

 

$$R_{out}=\Large\frac{1}{g_{m}}||\normalsize R_{s}$$

 

나오게 됩니다.

 

 

 

CMOS AMP 마지막 topology 3개를 알아보았습니다.

 

 

질문, 오류지적 환영합니다!