簡(jiǎn)單的一個(gè)共源放大器，如下圖。

考慮溝道調(diào)制效應(yīng)，則

所以，想要提高放大增益，有兩個(gè)途徑：(1) 提高gm(2) 提高RD

gm的公式有三條：

這三個(gè)公式，告訴我們，gm與公式中涉及到的這些因素相關(guān)。直觀上想想，這些因素，都不能把gm提高太多。比如說，增加W，可以提高gm，但是那又怎樣?就算增加W，不影響其他性能，那你能把寬度設(shè)到一個(gè)晶圓那么大?所以從gm這條途徑走不通，那就走提高RD這條。

可是，如果RD還是那個(gè)RD，戲也唱不下去了。比如說，原來RD為1kohm，然后想把電壓增益，提高100倍，啪地一下，給RD整成100kohm，你以為你的增益能提高100倍，其實(shí)放大器早就歇菜了。

那怎么辦?這時(shí)候，就要變個(gè)戲法了。就是給他一個(gè)像RD，但又不是RD的東西。這個(gè)東西就是電流源。

理想的電流源，等效為開路，也就是電阻為∞。因?yàn)橛性丛床粩嗟碾娏?，所以不用?dān)心放大器的偏置問題;而在小信號(hào)模型中，又等效于開路，即沒有。所以，就這樣一個(gè)簡(jiǎn)單又巧妙的操作，把放大器的增益，提高了好幾個(gè)檔次。

那電流源又該怎么來實(shí)現(xiàn)呢?一個(gè)簡(jiǎn)單的共源電路，即等效于一個(gè)電流源，不過不太理想。理想的電流源，Rout=∞;共源電路，由于溝道調(diào)制效應(yīng)，Rout=r0.

那怎樣讓這個(gè)電流源更接近理想呢?原則就是提高其Rout。可以在源極增加一個(gè)電阻Rs.此時(shí)輸出電阻又被提高幾個(gè)檔次。

不過，用電阻RS，有個(gè)缺點(diǎn)，就是其也會(huì)產(chǎn)生壓降，則就會(huì)導(dǎo)致在同樣的供電電壓VDD下，VDS的值減小，VDS減小，則可能會(huì)讓管子進(jìn)入線性區(qū)，此時(shí)MOS管就不能等價(jià)于電流源了。更重要的一點(diǎn)事，RS這個(gè)阻值還不夠大。還可以更大點(diǎn)。

這就是NMOS cascade current source。

所以，當(dāng)電路中需要電流源時(shí)，可以用cascade current source來替代。

這種Cascade結(jié)構(gòu)，不僅可以使得電流源更接近理想電流源，它還還能成就高增益放大器。說到這，可能有點(diǎn)糊涂啊。電流源不就是為了使得放大器的增益更高么?那為啥又要單拎出來講，這種cascode結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成高增益放大器呢?

其實(shí)，前面都在講怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)理想的電流源。但是這個(gè)理想電流源的實(shí)現(xiàn)，也只是讓共源放大器變?yōu)锳v=-gmro，而不要被電阻RD拖累。

而成就高增益放大器，是為了提高上面式子中的r0。

cascode放大器，可以看成共源放大器后面跟著一個(gè)共柵放大器，所以又稱為共源共柵放大器。

審核編輯：湯梓紅