模拟集成电路设计原理习题讲解.pptVIP

《模拟集成电路设计原理》习题讲解授课：许俊助教：王磊（04微电研）01期中考试题目讲解基本的CASCODE共源共栅结构的单级运放BANDGAP基准电压源电路分析02主要内容：在左图中，设01所有管子都处于饱和区。02若要求M1的直流电流为100uA，求Vin的值。03计算电路的小信号增益和输出阻抗04期中考试题目讲解由M1的电流可求出M1的输入共模电平，先求输出端的输出阻抗：再求电路的小信号增益：3.解答：在差动放大器中，VDD=3V，若所以管子都处于饱和区，求最大和最小的输入共模电压。若每个管子的等效输入噪声电压为求放大器的等效输入噪声电压，和等效输出噪声电压。要保证M1处在饱和区，于是有：由上面两式可以求出Vin的最大以及最小共模电平。随着Vin增加，Vp就如同源极跟随器的输出端，电位会一起升高。由于M3的电流不变（25uA）,所以它的过驱动电压不变。Vp上升到与F点之间的电压差小于M1的过驱动电压的时候，M1就不再处于饱和区。解答：要保证M5处在饱和区，于是有：解答：忽略M5管的噪声影响，由每个管子的等效输入噪声电压可得每个管子的噪声电流：该电路总的输出噪声电压：该电路的小信号增益：于是可以计算该电路总的等效输入噪声电压：0102图中M1为n管，阈值电压为0.7V，衬底接地。画出Vout关于Vin的函数曲线草图，Vin从0变化到3V；假设M1工作在饱和区，推导低频和高频下的输出阻抗。解答：由于CMOS管的对称性，将题目中的电路改画如左。其中VDD为1.5V.可见该电路为一个普通的源极跟随器电路。当Vin从0伏开始升高时，在达到Vth以前，M1是不导通的。Vth之后，M1管先饱和后线性。图略.低频下的小信号分析图如左。在计算输出阻抗时，只要将交流输入端和电源电压接地，并在输出端施加一个电压源即可。高频下的小信号分析图如下。此时的寄生电容只考虑如图所示的几个主要电容即可。1将高频的等效图改画如下，即可分析得出其次是的输出阻抗。2基本的CASCODE共源共栅结构的单级运放保证M1和M2都工作在饱和区，共源共栅的偏置条件：Out端看进去的输出阻抗：Out端的低频增益：普通的电阻为负载Vout端的输出阻抗：该电路的低频增益：01Vout端的输出阻抗：02该电路的低频增益：二极管连接的MOS管为负载AB该电路的低频增益：Vout端的输出阻抗：带源极负反馈的单级cascode对于一个正向偏置的三极管，它的集电极电流和阈值电压VBE存在如下关系：

VG0是绝对零度时硅Si的能隙电压，近似等于1.206V，k是Boltzman常数，m也是常数m=2.3，Jc是温度为T时集电极的电流密度。Jc0则是温度T0下的集电极电流密度。VBE0是T0下的结电压，VBE则是温度T下的结电压。其中晶体管的VBE具有负的温度系数，如(2)式所示。

BANDGAP基准电压源电路基本原理1234应用简单的一阶VBE公式，取Vbe=.75v,T=300K,并且假定晶体管的集电极电流正比于绝对温度，那么对公式（2）求对温度的偏导：01此时在给定的温度下，约为-1.5mV/K。而不同电流密度的三极管的VBE之间的差值ΔVBE具有正的温度系数，由(2)式可得(3)式：02如左图所示，R3上的电压即为。03则Q2支路上的电流就成为PTAT电流，运放输出端的电压为：适当调节以及的值，就可以得到低温漂的VREF值。0102典型的BANDGAP电路分析