共源共柵結構（Cascode）
回顧：
共源級中晶體管可以將電壓信號轉換為電流信號；共柵級的輸入信號可以是電流。
將共源級和共柵級進行級聯：
?：輸入器件；：共源共柵器件；
{流經和的電流相等}
（1）分析共源共柵結構的偏置條件
?
①為了保證工作在飽和區(qū)，必須滿足;
②再假設和都處于飽和區(qū)，則主要由決定：
因此，
從而：
?③為了保證飽和，必須滿足
故
備注：{電路中的增加會使電路的輸出電壓擺幅減小，減小的量至少為的過驅動電壓，也說成是“層疊”在上}
?（2）分析Cascode的大信號特性（在從0變化到的過程進行分析）
①時，和均處于截止狀態(tài)，，且{忽略亞閾值導通的情況下}
②超過后，開始抽取電流，下降。因為增加，必定同時增加，故而導致下降。
假定為足夠大值時，會出現兩個結果：
（a）下降到比低一個閾值電壓，迫使進入線性區(qū)；
（b）下降到比低一個閾值電壓，迫使進入線性區(qū)；
備注：{對于不同的器件尺寸和以及，任何一個結果都可能先于另一個發(fā)生。}
?（3）分析Cascode的小信號特性
?
?假設兩個晶體管都工作在飽和區(qū)，如果，因為輸入器件產生的漏電流必定流過共源共柵器件，所以電壓增益與共源級的電壓增益相同。
{這個結果與的跨導與體效應無關。}
（4）計算Cascode的輸出阻抗
共源共柵結構的一個重要特性就是輸出阻抗很高。
回顧：
源級負反饋的另一個重要的作用是增大共源級的輸出電阻。
?借助上圖等效電路計算輸出電阻。{為了得到通用的結論，我們考慮了體效應。}
可得式①：
下面，計算Cascode的：
?{為了計算，電路可以看成帶負反饋電阻的共源級}
?因此，由式①可知：
假設，我們可以得到
也就是說，將的輸出阻抗拉高至原來的
三層共源共柵電路的最小輸出電壓等于三個過驅動電壓之和：
{有時候共源共柵級可以擴展為三個或更多器件的層疊以獲得更高的輸出阻抗，但是所需的額外的電壓余度使這樣的結構缺少吸引力}
?上圖為三層共源共柵。
（5）更好地應用Cascode的高輸出阻抗
回顧：
輔助定理：電壓增益可以寫為。因為通常是由晶體管的跨導決定的，因此要在
與偏置電流、器件電容之間進行折衷。
所以，最好通過使R最大化來增加電壓增益。
?如果圖中兩個晶體管的都工作在飽和區(qū)，則，。
因此，最大的電壓增益大約等于晶體管本征增益的平方。
（6）提高增益的兩種方法
①采用共源共柵增大增益；
②在給定的偏置電流情況下通過增大輸入晶體管的長度來增大增益。
（7）Cascode結構構成恒定電流源
高的輸出阻抗提供一個接近理想的電流源，但這樣做的代價是犧牲了電壓余度。
下圖利用PMOS的Cascode結構來實現電流源作為負載，實現NMOS共源共柵放大器：
?利用輔助定理計算電壓增益 {? ???}?
利用式①：
所以：
采用典型值時，電壓增益近似等于：
（8）Cascode的屏蔽特性
共源共柵晶體管“屏蔽”輸入器件，使它不受輸出結點電壓變化的影響。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-494475.html
{高輸出阻抗源于這個事實：如果輸出結點電壓變化，相應在共源共柵器件源端的電壓變化很小}文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-494475.html
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