模拟CMOS集成电路设计入门学习（4）

源跟随器

在对共源级的分析中指出，在一定范围的电源电压下，要想获得更高的电压增益，负载阻抗必须尽可能地大。

源跟随器可以起到一个电压缓冲器的作用。

首先分析大信号特性：

① $V_{in}< V_{TH}$ 时， $M_{1}$ 处于截止状态， $V_{out}$ 等于0；

② $V_{in}$ 增大并超过 $V_{TH}$ ， $M_{1}$ 导通进入饱和区；

③ $V_{in}$ 进一步增大， $V_{out}$ 跟随输入电压变化，且二者之差为 $V_{GS}$

输入-输出特性：

$\frac{1}{2}u_{n}C_{ox}\frac{W}{L}(V_{in}-V_{out}-V_{TH})^{2}R_{S}=V_{out}$

对上式两边同时对 $V_{in}$ 求微分，即可得到电路的小信号增益：

$A_{v}=\frac{\delta V_{out}}{\delta V_{in}}=\frac{g_{m}R_{S}}{1+(g_{m}+g_{mb})R_{S}}$

备注：{ $g_{m}=u_{n}C_{ox}\frac{W}{L}(V_{in}-V_{TH}-V_{out})$ }

可见，即使 $R_{S}=\infty$ ，源跟随器的电压增益也不会等于1，而是小于1。

上图展示的源跟随器中， $M_{1}$ 的漏电流会受输入直流电平的强烈影响，会使输入-输出特性呈现显著的非线性。为了解决这种问题，可以用一个电流源代替电阻。该电流源可以由一个工作在饱和区的NMOS管来实现。

对下面电路求解其小信号输出电阻：

先画出其等效电路：

因为 $V_{1}=-V_{X}$ ，可以得到： $I_{X}-g_{m}V_{X}-g_{mb}V_{X}=0$

所以 $R_{out}=\frac{1}{g_{m}+g_{mb}}$ ，可以看出体效应减小了源跟随器的输出电阻。

源跟随器的缺点是：由于体效应导致的非线性、由于电平移动导致电压余度的消耗以及差的驱动能力；同时，源跟随器会引入显著的噪声。

模拟CMOS集成电路设计入门学习（4）相关推荐

模拟CMOS集成电路设计入门学习（8）
器件模型的选择在模拟集成电路设计中,要依据"模拟电路设计八边形法则",进行折衷选择.互相制约. 对于器件模型的选择,合适的选择未必总是直截了当的,它是一种通过实践.经验以及直觉得 ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（2）
考虑了体效应和沟道长度调制的修正,得到的基本的I/V平方率关系可以合理地解释CMOS电路的直流特性:而在许多模拟电路中,器件电容也必须加以考虑来预测交流特性. 我们认为电容存在于MOSFET的四个端子 ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（13）
基本电流镜电流镜,既可以作为偏置单元,也可以作为信号处理元件. 下图中,M1和M2组成的结构就叫做一个"电流镜". 忽略沟道长度调制,有: 可以得出: 该电路的关键特性是:它可以 ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（9）
基本差动对在"差动对"电路中引入电流源以使不依赖于.这样,时,每个晶体管的偏置电流都等于,输出共模电平等于. (1)分析差动对的差动特性{ 从变化到 } ①如果比负得多,则M ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（3）
共源极 (1)采用电阻负载的共源极电路的大信号和小信号的特性我们都需要研究.{电路的输入阻抗在低频时非常高} ①从0开始增大,截止,: ②接近时,开始导通,电流流经使减小: ③进一步增大,也变大但还 ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（10）
差动对的共模响应在实际电路中,电路不可能完全对称,电流源的输出阻抗也不可能为无穷大.因此,共模输入的变化会或多或少地传递到输出端. (1)电路是对称的但是电流源具有有限的输出阻抗假设下图(a)中电 ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（6）
共源共栅结构(Cascode) 回顾: 共源级中晶体管可以将电压信号转换为电流信号:共栅级的输入信号可以是电流. 将共源级和共栅级进行级联: :输入器件::共源共栅器件: {流经和的电流相等} (1) ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（16）
放大器的频率特性 (1)共源级下图是共源放大器的高频模型: 带宽分析不是很小的时候(一般情况下):为主极点,电容的密勒效应降低了带宽. 零点作用 ①源于输入.输出通过的直接耦合,高频时输入信号直接 ...
模拟CMOS集成电路设计入门学习（1）
三个不可缺少的二级效应 (1)体效应/背栅效应随着的下降,增加,也增加,称为体效应/背栅效应 (2)沟道长度调制效应当增大时,实际的反型沟道长度逐渐减小,称为"沟道长度调制" ...

模拟CMOS集成电路设计入门学习（4）

模拟CMOS集成电路设计入门学习（4）相关推荐

最新文章

热门文章