[工学]ch06 频率响应.ppt

第六章单级放大器的频率响应 放大器的频率特性 系统的传输函数 传输函数的零点和极点 简单电路的传输函数 零、极点与放大器带宽的关系 零、极点与放大器带宽的关系(例) 密勒定理 密勒电容 密勒定理不适用的情况 极点与结点的关联（1） 极点与结点的关联（2） 极点与结点的关联（3） 极点与结点的关联（4） 极点与结点的关联（5） 关于放大器高频分析的说明 共源放大器的高频模型 CGD 密勒效应对输入端的影响 低频增益 AV≈-gmRD。 从输入结点看到CGD的密勒等效电容为：CGD(1-AV)。 τin=RS[CGS+CGD(1-AV)] τout = RD(CGD+CDB) CS放大器的简化频率特性分析 RS 很大时CS放大器的带宽 AV(s)≈ -gmRD/(1+sτin) RS 很小时(输入近似为理想电压源)CS放大器带宽 AV(s)≈ -gmRD/(1+sτout) 共源放大器的频率特性（1） 共源放大器的频率特性（2） CS放大器简化与精确分析的比较（1） CS放大器简化与精确分析的比较（2） CS放大器简化与精确分析的比较（3） CS放大器简化与精确分析的比较（3） CS放大器零点的产生 零点意味着存在某一频率fZ使输出Vout＝0。 当两结点之间存在两条信号通路时，传输函数就可能产生零点(有可能是复数)。一般而言，若两条通路到达输出结点时信号极性相同且传输函数存在零点，则为左半平面零点；若两条通路到达输出结点时信号极性相反，则为右半平面零点。 CS放大器零点的简易求法 源跟随器的频率特性（无密勒效应） 源跟随器的频率特性（1） 源跟随器的频率特性（2） 源跟随器的输入阻抗（1） 源跟随器的输入阻抗（2） 源跟随器的输出阻抗（1） 源跟随器的输出阻抗（2） 源跟随器的等效输出电感L 源跟随器阶跃响应中的减幅振荡 CG 放大器的频率响应（?＝0） 输入结点电容CS=CGS1+CSB1 输出结点电容CD=CDG+CDB ??0 时能用密勒定理分析CG 的频率响应吗？ 若用密勒定理，从输入端看到的等效电阻为： ro/(1-AV)。 因AV0, 故ro/(1-AV)0, 即从输入端看到的等效电阻为一个负电阻。这使得无法求输入结点的时间常数τS 。故密勒定理这里不太好使。 知识回顾：计入ro 和 RS 时CG的低频增益 恒流源负载的CG放大器(ro ?0)的传输函数 恒流源负载的CG放大器(ro ?0)的极点分析 恒流源负载的CG放大器(ro ?0)的输入阻抗 恒流源负载的CG放大器输入阻抗的近似 CS、CD、CG放大器带宽的比较 如果 RS 足够大, 放大器带宽主要由输入节点产生的极点频率决定(即输入极点为第一主极点)。 CG: τin=(CGS+CSB)[RS||(1/(gm+gmb))] CD: τin= RS CGD+(CL + CGS)/ gm CS: τin=[CGS+(1+gmRD)CGD]RS 显然CG放大器f3dB最高，CS放大器的最低，一般CG放大器比CS放大器的f3dB高一个数量级。 如果RS较小，放大器带宽主要由输出节点产生的极点频率决定(即输出极点为第一主极点)。上述结论也不变。 共源共栅放大器的高频特性 共源共栅放大器的三个极点频率 电流源负载的共源共栅放大器频率特性 电流源负载时RD?，fP,Y?，若RS较大， fP,X与 fP,Y很接近，放大器此时带宽?。 电流源负载的共源共栅可获得高增益和大的输出摆幅, 但一方面从M2源端看进去的电阻 Rin ? (Rin=RI1/gm2r02+1/gm2), 另一方面 AVX?，CGD1的密勒效应变大，?inX ?，fP,X?，三个极点靠近的程度加大带宽? ? ，增益与带宽的矛盾很突出。 共源共栅放大器频率特性总结 共源共栅放大器的输入阻抗和低频增益同 CS 放大器相同。 共源共栅放大器因共栅管的低输入阻抗减小了共源管的增益(?-1)，从而减小了CGD1的密勒效应，故获得了比CS放大器更大的带宽。 恒流源负载的共源共栅放大器因三个极点相互靠近，带宽有明显下降。 基本差动对的频率响应 差分对差模信号响应的频率特性 差模高频响应因CGD1的密勒效应使带宽变窄。 上述缺点可利用共源共栅结构克服。但因共源共栅结构需消耗更多的电压余度，因此放大器输出摆幅要减小一些。 知识回顾：基本差分对低频时的共模?差模转换 基本差分对的共模高频响应 基本差分对的带宽 基本差分对共模响应的频率特性小结 电流源负载差分对的频率特性 电流源负载差分对的半电路 电流源负载差分对的共模响应 有源负载差分对的高频响应 有源负载差分对的小信号模型 由前面分析我们知道: VX=gm1ro1Vin=gmNroNVin RX=2ro1=2roN 图中未标电容全部忽略 有源负载差分对的差模高频响