第3章单级放大器(二)汇编.ppt

模拟集成电路原理第3章 单级放大器 董刚 gdong@mail.xidian.edu.cn 微电子学院 本讲 放大器基础知识 共源级—电阻做负载 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 共源级—电流源做负载 共源级－深线性区MOS管做负载 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级—电阻做负载 共源级—电阻做负载 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 共源级－带源极负反馈 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 源跟随器－大信号特性 源跟随器－小信号特性－增益 源跟随器－增益随Vin的变化 源跟随器－增益的非线性 源跟随器－提高增益的线性度 源跟随器－提高增益的线性度 源跟随器－考虑rO和RL后的增益 源跟随器－小信号特性－Rin 源跟随器－小信号特性－Rout 源跟随器－PMOS管做源随管 源跟随器－PMOS管做源随管 源跟随器－摆幅问题 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 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 共栅级－简介 共栅级－大信号特性 共栅级－小信号特性－增益 共栅级－考虑rO和RS影响后的增益 共栅级－实例1－求增益 共栅级－实例1－求增益 共栅级－实例1－求增益 共栅级－实例2－求增益 共栅级－小信号特性－Rin 共栅级－低Rin特性的应用 共栅级－考虑rO后的Rin 共栅级－考虑rO后的Rin 共栅级－小信号特性－Rout 共栅级－主要应用 输入信号为电流信号的情形 与共源级结合构成共源共栅级 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 共源共栅级－简介 共源共栅级－偏置要求 共源共栅级－大信号特性 共源共栅级－小信号特性－增益 共源共栅级－小信号特性－Rout 共源共栅级－小信号特性－Rout 共源共栅级－Rout的比较 共源共栅级－做理想电流源 共源共栅级－屏蔽特性 共源共栅级－折叠式共源共栅 共源共栅级由共源级实现电压到电流的转换，然后电流作为输入送到共栅级 构成共源共栅级时共源管和共栅管类型可以不同 共源共栅级－折叠式共源共栅 共源共栅级－折叠式共源共栅 共源共栅级－折叠式共源共栅 Folded 向上或向下折叠；小信号电流流向被改变 共源共栅级－折叠式共源共栅 共源共栅级－折叠式共源共栅 共源共栅级－主要应用 优点 输出阻抗高 高增益 屏蔽特性好 不足 输出摆幅受一定影响 折叠共源共栅级直流功耗大 应用 电流源 共源共栅OPA 折叠共源共栅OPA等 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 手算时器件模型和公式的选择 器件模型复杂度不同，计算复杂度不同，结果的精度不同 电路小信号分析或设计过程 把复杂电路拆分成自己熟悉的子电路 用最简单器件模型分析子电路的小信号特性 节点为高阻抗节点时，才计入rO影响 再考虑体效应影响 直流偏置的估算 开始可以不考虑体效应和沟长调制效应 根据计算机仿真结果微调，以修正手算误差 通过计算机仿真结果来优化所设计电路 总结 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 作业 3.3 , 3.23， 3.24 ,3.27 根据基尔霍夫电流定律，列方程组可解得 思路： 利用戴维宁定理（等效电压源定理），把输入信号转换为带内阻的电压源的形式；再利用已知的Av公式 将结果带入右式中即可 输入信号为电流信号 思路： 用戴维宁定理，把输入电流信号转换为带内阻的电压源的形式；再利用实例1的结果 从M1管源端看进去的电阻 输入阻抗小 根据传输线理论： 对于50?传输线，接收端匹配50?电阻时，反射回来的能量最小，功率传输效率最高 a结构电压增益为gm1×50?; b结构为gm1×RD 求VX/IX得Rin 只有当RD较小时，Rin才会较小 当RD很大时，Rin会很大 RD无穷大时，Rin无穷大 计算结果同带源极负反馈的共源级的Rout 输出电阻很大 共源级 共栅级 有重要应用 输入器件 共源共栅器件 要求M1和M2都饱和区 Vin大于VTH1后继续增大，则：ID增大，VGS2增大，VX减小，到一定值时M1或M2进入线性区，增益（Vout曲线斜率）减小 ?=0时 与M2管的跨导和体效应无关 计算思路： 负反馈电阻为rO1的共源级；输入信号内阻为RS的共栅级 M2管将M1管的输出