源跟随器(共漏放大器）-源跟随器的特点

AIOT时代，最重要的传感器非CMOS图像传感器莫属，它是安防、车载、自动驾驶、移动终端、AI、工业控制必不可少的“眼睛”，另一角色自然是“听觉”音频设备，连接是5G、WIFI/蓝牙，中枢处理是MCU/NPU，MCU我们另文再说，对我们来说，终端边缘设备的“眼睛”+中枢神经“MCU”是大有可为的空间，扯多了，本节看看“眼睛视网膜“像素结构的源跟随器原理。

1、什么是”源跟随器“

共漏放大器也称为“源跟随器”，它起到电压缓冲器的作用，经常作为多级放大器的输出级使用。

共漏放大器中MOS晶体管的漏端连接到输入输出公共参考节点，即交流小信号的”地”ground, 使用MOS管的栅极做输入，利用源极驱动负载。2、”源跟随器“直流分析

当输入Vin < Vth，NMOS管子关闭，电路电流为0（忽略亚阈值导通）当输入Vin > Vth，并进一步增大时，M1导通并进入饱和区，此时，输出电压跟随输入电压变化。

3、”源跟随器“的有源负载带有源负载的共漏放大器（源极跟随器）电路如下：

源极跟随器也会使信号的直流电平产生Vgs的电平平移，因此会消耗电压裕度，限制输出摆幅，从另一个角度看，源跟随器可以作为电平平移电路使用。

4、”源跟随器“小信号分析

可见，源跟随器增益取决于n，而n取决于源-衬底电压，上图结构的源跟随器的源-衬底电压等于输出电压，n随输出电压增大而减小，因此，源跟随器的增益与输出电压存在相应关系，这样，MOS晶体管的体效应使得转移特性表现出一些非线性，对于大摆幅信号将会引起信号失真。5、为何用在多级放大器的输出级？可以看到，共漏放大器(源跟随器）的小信号电压增益小于1(接近1)，而且其小信号输出电阻较低，可以驱动阻抗较低的负载。为何常作为多级放大器的输出级使用？

在一定范围电源电压下，要获得更高的电压增益，负载阻抗必须尽可能大，如果这种电路驱动低阻抗负载，为了使信号电平损失小到可以忽略，就可以在放大器最后添加一级源跟随器，起到一个电压缓冲器的作用。

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