ソースフォロワ回路はバッファのように使う。その原理と用途とは。

今回は、
「ソースフォロワ」について。

ソースフォロワ回路

図1に代表的なソースフォロワ回路を
図示します。
電流源の部分は、抵抗を使用するとか、
その他、変則的な回路もありますが、
基本は、図1のような回路だと思います。

Vinは、一般的に、
電源電圧: VDDよりも小さいので、
Tr1の状態は、
Vds > Vgsとなり、
Tr1は飽和領域で動作します。

このとき、
Tr1のIdsとVgsの関係式は、

です。(図2)

そのため、

ここで、
Vgs = Vin – Vout
であることを考慮すると、

Idsは、
IxとVoutに接続される負荷
に流れる電流の足し算
となりますが、
それを加味しても、

とすると、

となります。
つまり、
Tr1のソースの電位(Vout)が、
Vinとほぼ等電位となるように
ついて来るので、
「ソースフォロワ」と呼ばれています。

用途

だからと言って、
Vinに直接Voutを接続すると、
Vinに接続される電圧出力が、
Voutに接続される回路の
インピーダンスにより、
変化してしまいます。
こうしたことを防ぐのが、
ソースフォロワの役目ですね。

分かりやすいサイト

非常に分かりやすく解説されている
サイトがありますので、
下記も合わせてご参照ください。
http://www.else.k.u-tokyo.ac.jp/~hayakawa/sf/