1.2.2 共漏放大器（源极跟随器）
另一个电流镜的常见应用时为源极跟随器提供偏置电流，在下图的例子中，\(Q_1\)为源极跟随器，\(Q_2\)为给\(Q_1\)提供偏置电流的有源负载，这个结构一般用于电压缓冲器，因此也被称作源极跟随器。因为输入和输出节点分别在栅极和源极，漏极作为小信号地，这个结构同时也被称作共漏放大器。尽管输入电压的直流量和输出电压的直流量不同，理想情况下这个电路的小信号增益为一。实际情况下，会比一略小。然而，尽管这个电路不产生电压增益，但是它有能力产生电流增益。
源极跟随器的低频小信号模型如下图所示，注意由于MOS管源极不接地，压控电流源的体效应被考虑了进去，体效应是小信号增益的主要限制来源。其中\(r_{ds1}\)和\(r_{ds2}\)并联，注意体效应通过一个电流正比于两端电压的压控电流源来建模，使得其等效为一个阻值为\(1/g_{s1}\)的电阻，并且同样与\(r_{ds1}\)和\(r_{ds2}\)并联。
因此可以对上图做进一步简化得到下图，其中\(R_{s1}=r_{ds1}||r_{ds2}||1/g_{s1}\)，写出\(v_{out}\)的节点分析方程，注意到\(v_{gs1}=v_{in}-v_{out}\)，我们有：
\[v_{out}/R_{s1}-g_{m1}(v_{in}-v_{out})=0 \tag{1.2.8} \]求解\(v_{out}/v_{in}\)，我们可以得到：
\[A_v=\frac{v_{out}}{v_{in}}=\frac{g_{m1}}{g_{m1}+G_{s1}}=\frac{g_{m1}}{g_{m1}+g_{s1}+g_{ds1}+g_{ds2}}=g_{m1}(\frac{1}{g_{m1}}||\frac{1}{g_{s1}}||r_{ds1}||r_{ds2}) \tag{1.2.9} \]其中\(G_{s1}=1/R_{s1}\)。一般来说\(g_{s1}\)是\(g_{m1}\)的十分之一到五分之一，而晶体管的输出导纳\(g_{ds1}\)和\(g_{ds2}\)一般是\(g_{s1}\)的十分之一。因此体效应参数一般是增益小于一的主要误差成因。另外注意在低频下源极跟随器的工作是完全单向的，即不存在从输出到输入的信号流，这可以通过在输出端施加一个小的测试信号，观察有无导致输入端产生电压或者电流信号来判断。
例题：
考虑一个上文中的源极跟随器结构，当\(I_{bias}=100\mu A\)，所有的晶体管\(W/L=2\mu m/0.2\mu m\)，\(\phi_F\approx 0.4V\)，\(\gamma = 0.3V^{-1/2}\)，其他参数如下表中的\(0.18\mu m\)CMOS工艺所示，则其增益为？
解答：
首先求得跨导：
\[g_{m1}=\sqrt{2\mu_nC_{ox}(W/L)_1I_{bias}}=0.735mA/V \tag{1.2.10} \]同样：
\[r_{ds1}=r_{ds2}=\frac{L}{\lambda L I_{D}}=\frac{0.2\mu m}{(0.08\mu m/V)(100\mu A)}=25k\Omega \tag{1.2.11} \]体效应参数的方程为：
\[g_{s1}=\frac{\gamma g_m}{2\sqrt{V_{SB}+|2\phi_F|}} \tag{1.2.12} \]为了计算该参数，我们需要知道源极衬底的电压，这里我们假定\(V_{SB}\approx 0.5V\)，那么我们有：
\[g_{s1}=\frac{0.3V^{-1/2}g_m}{2\sqrt{0.5V+0.8V}}\approx 0.13g_m=0.1mA/V \tag{1.2.13} \]使用公式\((1.2.9)\)，我们可以得到：
\[A_v=\frac{0.735mA/V}{0.735mA/V+0.1mA/V+0.04mA/V+0.04mA/V}=0.8V/V=-1.9dB \tag{1.2.14} \]如之前所说，\(g_{s1}\)相比寄生跨导\(g_{ds1}\)，\(g_{ds2}\)起到了主要的影响增益的作用。如果没有体效应（例如如果源极和衬底短接的话）影响的话，增益会增加到\(-0.9dB\)。
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