第4章差分放大器汇编.ppt

64 总结 差分放大器简介 简单差分放大器 基本差分对放大器 大信号差分特性 大信号共模特性 小信号差分特性 小信号共模特性 MOS管做负载的基本差分对放大器 差分放大器的应用－Gilbert单元 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 65 作业 4.5，4.14 应用本讲内容 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 噪声 反馈 66 下一讲 绪论 器件物理基础 单级放大器 差动放大器 无源/有源电流镜 放大器的频率特性 运算放大器 稳定性和频率补偿 带隙基准源 重要性、一般概念 MOSFET结构、IV特性、二级效应、器件模型 共源、共漏、共栅、共源共栅 定性分析、定量分析、共模响应、吉尔伯特单元 基本/共源共栅/有源电流镜 弥勒效应、极点与节点关系、各类单级放大 器频率特性分析 统计特性、类型、电路表示、各类单级放 大器噪声分析、噪声带宽 特性、四种反馈结构、负载影响、对噪声的影响 性能参数、一级运放、两级运放、各指标分析 多极点系统、相位裕度、频率补偿 与电源无关、与温度无关、PTAT电流、 恒Gm、速度与噪声 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 ? = 32 小信号差分特性－差模增益 Av = ?ΔVout ?ΔVin ΔVout = Vout 1 ? Vout 2 = ? RD ΔI D Av = ?ΔVout ?ΔVout ?ΔI D ?ΔVin ?ΔI D ?ΔVin = ?RD ? Gm 全差分 输入时 的增益 Av = ? RD ? μ n C OX W L I SS 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 33 小信号差分特性－用叠加法求全差分时的 差模增益 从小信号角度入手，计算 小信号差分增益 问题1： 在电路完全对称、直流 偏置电压相同的情况 下，差分输入端施加两 个彼此独立的信号Vin1 和Vin2，计算（Vout1- Vout2）/ （Vin1-Vin2） 思路： 用叠加法计算。先分别计算Vin1和Vin2与Vout1-Vout2的函 数关系 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 34 小信号差分特性－用叠加法求全差分时的 差模增益 第一步： 令Vin2＝0，计算 Vin1与Vout1-Vout2的 函数关系 计算Vin1与Vout1的 函数关系 带负反馈的共源放 大级，负反馈电阻 为1/gm2 VX = 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 ? g m RD 2 Vin1 35 小信号差分特性－用叠加法求全差分时的 差模增益 计算Vin1与Vout2的函数关系 用共栅级的结论 VY = g m RD 2 Vin1 戴维宁定理 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 ? gm RD g m RD 36 小信号差分特性－用叠加法求全差分时的 差模增益 第一步： 令Vin2＝0，计算Vin1 与Vout1-Vout2的函数 关系 VX = Vin1 VY = Vin1 2 2 (VX ? VY )Vin 1引起的 = ? g m RDVin1 第二步： 令Vin1＝0，计算Vin2 与Vout1-Vout2的函数 关系 (V X ? VY )Vin 2引起的 = g m RDVin 2 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 = ?gmRD 37 小信号差分特性－用叠加法求全差分时的 差模增益 (VX ?VY )Vin1引起的 = ?gm RDVin1 (VX ?VY )Vin 2引起的 = gm RDVin2 (VX ?VY )Vin1和Vin2共同引起的= ?gmRD (Vin1 ?Vin2 ) 第三步： 用叠加定理，求得Vin1-Vin2与 Vout1-Vout2的函数关系 (VX ?VY )Vin1和Vin2共同引起的 Vin1 ?Vin2 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计 = ?gmRD 38 小信号差分特性－用叠加法求全差分时的 差模增益 (VX ?VY )Vin1引起的 = ?gm RDVin1 (VX ?VY )Vin 2引起的 = gm RDVin2 (VX ?VY )Vin1和Vin2共同引起的 Vin1 ?Vin2 结论： 1、单边输入时差模增益为-gmRD 2