Single stage amp들의 output / input resistance 는 암기하세요

Single stage amp 는 3가지로 분류합니다. 

이것들의 output / input 저항 값들은 암기하세요. 단순 값을 암기하라는 것이 아닌 어떤 원리로 어떤 값이 나올 것이다 라는 것을 한번에 말할 수 있을 때까지 반복해서 보셔야 합니다. 

 

 

어느 부분보다 저항이 훨씬 크니 이 값은 생략되어 이러한 값이 나온다. 라는 식으로 이해하고 외우라는 얘기입니다.

그전에 확실히 알고 넘어가야 할 것이 있습니다. gm 과 ro 의 크기 비교입니다.

 

 

MOSFET 의 trans conductance 인 gm 은 보통 1mA/V 라고 생각합니다. 즉 1/gm = 1k 옴입니다. 책에서도 나와있듯이 이 값은 작아서 생략하는 경우를 많이 보셨을 겁니다. ro  = 수십 ~ 수백 k 옴 이라고 보시면 됩니다. 상당히 큰 값이지요. 

Single stage amp 에서는 이 두 값을 서로 비교하며 생략할 것은 생략하고 output / input resistance 값을 구해냅니다. 

 

 

CS AMP 를 먼저 봅시다. Input resistance 는 당연히 무한대 이니 넘어가고 output resistance 값을 봅시다. Output resistance 를 구할 때는 입력이 0 이라 생각하니 MOSFET 의 gate 와 source 는 접지 되어 있습니다. 이 때 drain 에서 바라본 저항 값은 RD//ro 입니다. 소신호 등가 회로를 보면 gate 와 source 가 둘 다 ground 이므로 전류원이 생성이 안됩니다. 따라서 남아있는 저항 값들이 곧 output resistance 이고 이 두 저항은 병렬로 이루어져 있습니다. 아래 회로도를 보면 더 명확히 알 수 있습니다. 

 

 

 

이러한 과정이 머릿속에서 1초만에 이해되고 정리되어 나올 때 까지 익숙해지세요. 매번 회로도를 그릴 수 없을 뿐더러 복잡한 회로를 해석하려면 이러한 과정은 필수입니다.

 

 

다음 Source follower 의 output resistance 값을 살펴 봅시다. 이 때에도 마찬가지 방법으로 small signal model 회로를 그려 확인해 보면 대략 1/gm 이라는 것을 알 수 있습니다. 단, source 에 있는 저항의 크기가 충분히 컸을 때 말이지요. Source follower 의 output 저항은 크기가 작다란 것을 알 수 있고 voltage 를 출력 하는 데에 유리하게 됩니다.