模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第3章单级放大器(二)资料备课讲稿.ppt

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1、模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第3章单级放大器(二)资料3上一讲二极管接法的MOS管做负载的共源级线性度好，输出摆幅小，增益不能太大（否则摆幅小、带宽小）Av=−(W/L)11(W/L)21+ηAv=−μn(W/L)1μp(W/L)2西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计4上一讲电流源做负载的共源级增益大Av=−gmro1

2、

3、ro2西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计⎛W⎞5上一讲深线性区MOS管做负载的共源级输出摆幅大（可以为VDD）得到精准的Ron2比较困难；受工艺、温度变化影响比较大，产生稳定、精确的Vb比较难RON2=μnCox⎜⎟⎝L⎠21(VDD−Vb−

4、

5、VTHP

6、)Av=−gmRON2西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计6上一讲带源极负反馈的共源级Rs使Gm和增益变为gm的弱函数，提高线性度输出电阻大ROUT=[1+(gm+gmb)ro]RS+ro牺牲了增益Av=−GmRD=−gmRD1+gmRS西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计VX1∴Rout==7如何求“从M1源端看进去的电阻”？QV1=−VX,IX−gmVX−gmbVX=0IXgm+gmb求从“？端看进去的电阻”，用同样方法西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计8本讲共漏级－源跟随器共栅级共源共栅级折叠共源共栅级手算时器件模型和公式的选择西电微电子学院－董

7、刚－模拟集成电路设计9源跟随器－大信号特性西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计10源跟随器－小信号特性－增益西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计Av==11111源跟随器－增益随Vin的变化Vout=1V时，η=0.163≈(当gmRS足够大时)gmRS1+(gm+gmb)RS1+ηgmRS1+(1+gmbgm=)η=1+(1+η)gmRSγ22ΦF+VSB西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计Av==11112源跟随器－增益的非线性Vout=1V时，η=0.163≈(当gmRS足够大时)gmRS1+(gm+gmb)RS1+ηgmRS1+(1+gmbgm=)η=1+(

8、1+η)gmRSγ22ΦF+VSB西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计==v13源跟随器－提高增益的线性度Av=gmRSgmgm1+(gm+gmb)RS1+(gm+gmb)gm+gmbRS(当RS=∞时)仍存在非线性，因为（η）gmb随Vin的变化而改变。A=1源随器通常有百分之几的非线性1+η西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计14源跟随器－提高增益的线性度采用PMOS管做源随管，消除体效应小信号等效电路Av=gm1(rO1rO1)1+gm1(rO1rO1)提高了线性度输出电阻比NMOS管的大西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计gmbAv=1gm115源跟随器－考

9、虑rO和RL后的增益1

10、

11、ro1

12、

13、ro2

14、

15、RL

16、

17、ro1

18、

19、ro2

20、

21、RL+gmb西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计16源跟随器－小信号特性－RinIinRin=VinIin低频下，Iin=0，因此，Rin=∞西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计()17源跟随器－小信号特性－RoutRout=1gm+gmb输出电阻小驱动低阻负载时的阻抗转换电路VTH=VTH0+γ2ΦF+VSB−2ΦF西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计Av=18源跟随器－PMOS管做源随管采用PMOS管做源随管，能消除体效应gm1(rO1rO1)提高了线性度1+gm1(rO1rO1)源-衬寄

22、生电容降低带宽西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计19源跟随器－PMOS管做源随管采用PMOS管做源随管，能消除体效应在相同W/L和ID情况下，比NMOS管的大Rout=1gmrO1rO2≈1gmRout,NMOS=gm1+gmb西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计20源跟随器－摆幅问题源跟随器会使信号直流电平产生VGS的平移，降低信号摆幅保证M1工作在饱和区VX≥VGS1−VTH保证M2、M3都工作在饱和区VX≥(VGS3−VTH)+VGS2西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计21源跟随器－主要应用电压缓冲器输入阻抗大，输出阻抗小。在高输出阻抗电路（如电流源负载的

23、共源级）驱动低阻负载时，插入源随器做电压缓冲级，实现阻抗转换电压平移电路VGS=VTH+VOV=2IμCOXWL西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计22本讲共漏级－源跟随器共栅级共源共栅级折叠共源共栅级手算时器件模型和公式的选择西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计23共栅级－简介源端输入直流耦合，交流耦合西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计饱和区1WL24共栅级－大信号特性Vb－VTH线性区截止区饱和区时Vout=VDD−μnCOX2(Vb−Vin−VTH)2RD西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计1WL25共栅级－小