ソースフォロア回路（MOSFET）の数式

本日は、MOSFETのソースフォロア回路です。

デバイス依存性が高いですが、簡単に計算できるようにまとめました。

Source Follower  Drain Common

ドレイン接地（ソース・フォロア）
入力インピーダンス Zin	Zi = 数M～数10MΩ	とても高い
出力インピーダンス Zo	R　　　 　 　1 Zo = ---------- ≒ ---- 　　 1 + gm・R　　　gm	低い
電圧利得 Av	RL Av = --------- 　　　Zo + RL	ほぼ１
電流利得 Ai	Ai = ほぼ∞	とても大

※ gm = sqrt (k * Id)

※ k = 2μn Cox (W/L) ： デバイス依存の数値です。
　順方向伝達アドミッタンスvs ドレイン電流カーブがデータシートに掲載されているときは、Idに対するgmを直読した方が正確です。

例えば 2SK1056 はデータシートから Id＝3Aで gm＝1.0なので

　  k＝gm^2/Id ＝ 1/3 ＝ 0.33　となり、

　　Id ＝ 50mA 時のgmは、

　　gm ＝ sqrt (0.33 * 0.05) ＝ 128mS となります。

　gmがわかると出力インピーダンスも求まります。

　　（負荷抵抗Rが十分高いときは簡略式で計算できる）

　　　Zo ＝ 1/128m ＝ 7.8Ω

　とても簡単です。　
　バイポーラトランジスタと違って入力インピーダンスに左右されません。

　

近年のスイッチング電源用の大電流MOSFETは、もっと出力インピーダンスが低いですが、バイポーラの入力容量とは桁違いに大きなcissをどうドライブするかが問題になります。　

前段からすると巨大なＣ負荷がぶら下がっているのと同じことになるからです。

大きめなゲート抵抗を入れてダンピングすると、今度はそのRC回路により帯域が制限されます。　このように「MOSFETはドライブが楽」というのは高域に関してはウソです。（低周波は軽い）