共源共栅电流镜输出电阻分析

共源共栅电流镜(Cascode Current Mirror)是一种常用的电路结构,用于提高输出阻抗并减少输出电压对输出电流的影响。在分析共源共栅电流镜的输出电阻时,我们首先要了解其基本组成:它由一个源极跟随器和一个共源放大器串联而成。这种配置有效地将两个晶体管的输出电阻串联在一起,从而显著提高了整体输出电阻。 对于理想情况下的分析,我们可以假设晶体管工作在线性区域,并忽略其非理想因素,如漏电流等。此时,共源共栅电流镜的输出电阻主要由两个部分组成:第一个是源极跟随器(通常是M1)的输出电阻,第二个是共源放大器(通常是M2)的输出电阻。由于这两个电阻基本上是串联关系,因此总的输出电阻可以近似为两者的简单相加。然而,在实际应用中,由于寄生效应、工艺变化等因素,输出电阻的具体数值会有所不同。 为了更精确地计算输出电阻,通常需要使用小信号模型进行分析,考虑晶体管的跨导(gm)以及输出阻抗(ro)。对于MOSFET而言,其输出电阻可以近似表示为1/gm + ro,其中gm是跨导,而ro是晶体管的输出阻抗。在共源共栅结构中,总输出电阻会比单一晶体管的输出电阻高得多,这归功于两个级联的高输出阻抗级。
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