為什么源極退化電阻會(huì)使共源級(jí)的增益變小呢？

共源級(jí)放大電路是最常用的放大電路之一，其具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)、高輸入電阻、低輸出阻抗等優(yōu)點(diǎn)。其常用的場(chǎng)合，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，均要求放大電路具有高增益、高性能和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高共源級(jí)放大電路的增益，不少設(shè)計(jì)者采用了源極退化電阻，但是為什么會(huì)使共源級(jí)的增益變小呢？我們來(lái)探討一下這個(gè)問(wèn)題。

首先，我們來(lái)看一下共源級(jí)放大電路的基本結(jié)構(gòu)。共源級(jí)放大電路由三個(gè)元件組成：信號(hào)源，晶體管和負(fù)載電阻。晶體管的漏極與地相連，電源通過(guò)電阻分壓方式施加到晶體管的源極，即源漏極之間的電阻就是源極電阻。這個(gè)電路結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)放大、過(guò)濾、偏置等功能。

為了提高晶體管的放大能力，通常會(huì)加入源極退化電阻，在源極電路中串接一個(gè)電阻，從而限制源電流，增加放大器的動(dòng)態(tài)范圍。但是，在加入源極退化電阻后，共源級(jí)放大電路的增益卻降低了。具體的原因有以下幾個(gè)：

1.源電流降低：源極退化電阻所導(dǎo)致的源電流降低，使放大器的增益下降。由于源電流是影響晶體管工作狀態(tài)的重要參數(shù)，所以其大小對(duì)放大器的性能影響非常大。

2.輸入阻抗降低：晶體管源極退化電阻引起的源電流變化會(huì)使其輸入阻抗降低，從而導(dǎo)致放大器的輸入信號(hào)被消耗掉，使得輸入信號(hào)不能被有效的放大。

3.輸出阻抗增加：源極退化電阻一定程度上增加了晶體管的輸出阻抗，這也會(huì)影響放大器的性能。由于輸出阻抗的增加會(huì)降低輸出電信號(hào)的有效值，同時(shí)增加負(fù)載電容的影響，所以原本應(yīng)該被放大的輸出信號(hào)會(huì)因此被耗散掉。

4.噪聲增加：在源極電路中加入一個(gè)退化電阻可以提高晶體管的抑制分布噪聲的能力，但也會(huì)因此增加內(nèi)部噪聲。由于退化電阻會(huì)增加輸入噪聲，所以增益會(huì)有所下降，同時(shí)伴隨著內(nèi)部噪聲的增加。

總之，源極退化電阻的引入雖然能夠一定程度上提高晶體管的放大能力，但對(duì)于共源級(jí)放大電路的增益是一個(gè)顯著的影響因素。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)綜合考慮增益、帶寬、噪聲等方面的要求，以達(dá)到一個(gè)相對(duì)理想的電路性能。