模拟部分集成电路cad设计ppt课件.ppt

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1、第二章cmos集成电路Cmos模拟电路Cmos数字电路Cmos模拟电路单级放大器差动放大器无源与有源电流镜单级放大器基本概念：共源级、源跟随器、共栅级、共源共栅级模拟电路设计的八边形法则在实际中，这些参数会互相牵制，这将导致设计变成一个多维优化的问题。设计过程中的折中选择、互相制约对高性能放大器的设计提出许多难题，要靠直觉和经验才能得到一个较佳的方案。模拟设计的小信号概念一、共源级1采用电阻负载的共源级电阻负载的共源级共源级放大器增益对于很大的RD来说，M1的沟道长度调制效应会变得更加显著。共源级放大器输出电阻——小

2、信号模型如图所示，假设M1被偏置在饱和区，计算电路的小信号电压增益。MOS晶体管本征增益共源级放大器小结电阻负载CS放大器设计参数的制约关系简单CS放大器的设计参数2、采用二极管连接的负载的共源级电阻负载的缺点：1、在CMOS工艺中难以控制精确的阻值2、电阻的尺寸面积远大于晶体管面积。把mos管的栅和漏短接，则该器件起到一个小信号电阻的作用。在模拟电路中叫做“二极管连接”器件。二极管连接的负载的共源级二极管连接的负载的共源级3采用电流源负载的共源级应用中有时要求有很大的电压增益，由左式可知，增大负载电阻可以提高增益，

3、但对于电阻或二极管负载而言，增大阻值会限制输出摆幅。4工作在线性区的MOS为负载的共源级二、源跟随器也称为共漏级放大器，主要作用是电压缓冲，以减小信号电平的损失。源跟随器小信号输出阻抗三、共栅级共栅级——考虑信号源阻抗和晶体管阻抗共栅级——输入输出阻抗四、共源共栅放大器（cascode）共源共栅放大器（cascode)——输出电阻共源共栅放大器（cascode）差动放大器一、单端与差动的工作方式差动对的优点抑制共模噪声坏处:芯片面积和功耗略有增加，但绝对物有所值。抑制环境噪声二、基本差动对基本差动对结论：1、输出端的

4、最大、最小电平是确定的，与输入共模电平无关。2、当Vin1=Vin2时，小信号增益最大，且电路处于平衡态。共模特性共模输入与输出摆幅的关系差动对增益——大信号分析差动增益与输入电压关系例题：画出差动对的小信号差动增益与共模输入电平之间的函数关系草图，即︱Av︱和Vin，CM之间的关系草图。差动输入范围差动对增益—小信号分析（半边电路分析）如图所示，需要证明，假设Vin1从V0变化到V0+△Vin，Vin2从V0变化到V0-△Vin，在此过程中，电路仍保持线性，则Vp值不变。不考虑沟道长度调制效应。例题：如图所示，M2

5、管的宽度是M1的2倍，计算Vin1和Vin2的偏置相等时的小信号增益。例题：如图所示，计算图中所示电路的差动增益。差动对——非全差动输入信号差动对共模响应——电流源输出阻抗有限差动对共模响应——电路不对称差动对共模响应——电路不对称共模到差模的转换差动对共模抑制比——（CMRR）MOS为负载的差动对共源共栅差动对无源与有源电流镜1基本电流镜简单电流镜2共源共栅电流镜低压工作共源共栅电流镜共源共栅电流镜偏置电压Vb的产生方法