半导体集成电路-CMOS差分放大器的工作原理.pptxVIP

差分放大器的工作原理 差分放大器 差分放大器如图所示，放大器有两个输入端Vin1和Vin2；有两个输出 端Vout1和Vout2；输入端M 1和M2的源极不是接地点位， 而是共同接 在一个电流源上。它是对称的双端输入－双端输出放大器， 这种对称 结构叫做差分结构。 差分放大器 差分结构相对于单端结构最明显的优点就是其抗干扰的特性较好，如图所示，对 于单端放大器来说，电源噪声的干扰会被传到到输出，而对于差分放大器来说， 由于其输出是Vout1-Vout2 ，因此能抵消干扰。所以差分工作模式，能很好抑制环 境噪声， 即所谓的共模抑制。这是以牺牲芯片面积为代价的。 差分放大器 两个信号输入端分别连接到信号Vin1 和Vin2，定义差模输入信号Vid与共模 输入信号Vic 差分放大器 根据叠加原理，可以将差分放大器等效成以上两个电路，可以看出共模输出信号 Vo1′−Vo2′ = 0 ，差分放大器对共模信号有很好的抑制作用。 差分放大器 Vo1 = − gmRVid = − gmR Vin1 − Vin2 Vo2 = gmRVid = gmR(Vin1 − Vin2) Av1 = = − gmR Av2 = = gmR Vo1 − Vo2 Av = = −gmR Vin1 − Vin2 差分放大器 单端输出放大器——双转单电路 当输入差摸信号时，由于M1和M2的栅极电 压发生变化，所以引起M1和M2管中电流的 变化，变化量为∆I1和∆I2，大小相等，反向 相反。由于负载是电流镜，所以会将∆I1的变 化量复制到a点，从而使输出端的电流变化 为∆Iout= ∆I1 − ∆I2= 2∆I1，完成双转单的功 能 感 谢 您 的 聆 听