模拟cmos集成电路（3）
common-source stage 共源放大器 即把源级接AC地
第三章关注的重点 直流偏置（DC sway）；小信号增益；输入输出电阻
改变Vin mos管经历截止-饱和-线性三个阶段 对于放大器来说 我们希望mos管工作在饱和区
分析小信号 大信号特性的斜率就是小信号放大的能力 即对上式求导可以算出增益
（偏置点不同 增益也不同）
使用小信号模型计算增益的方法更加简单 由于其线性性 仿真软件计算更加方便
考虑沟道调制效应
ro>>Rd（本质上ro是输出IV曲线的斜率）（同时注意rin=∞）
加入Rd做到无穷大 则A=-gm*ro 此时A称作共源放大器的本征增益（理论值不能实现 Rd无穷直流分量为0无法工作）
跨导先增大 在临界点最大 之后进入线性区 跨导逐渐减小
进入线性区后 放大能力下降 进入深线性区时mos管成为压控电阻 此时电路为分压电路 失去放大能力 我们应该避免其工作在该区域
计算Vin1 -Vds=Vin1-Vth Vin1-Vth=Vdd-Id*Rd
上式可以看出Vin1会随着Rd变化 大的Rd会导致Vin1下降 会导致sway下降即 放大范围减小
电阻IV曲线与mos管IV曲线交点即为此时电路的工作点 G端电压变化会导致不同的mos IV曲线
同时 R1<R 工作在R1的增益就比工作在R小很多 但是工作在R1时距离左侧线性区很远 因此在R1处 可提供的放大范围sway就很大
上述考虑的是使用电阻负载的情况 下面考虑二极管负载的情况（制作精确阻值或者合理尺寸的电阻困难因此使用mos管代替） 负载为下图方式连接的mos管
此时 M1和M2的Id相等（电流由M1确定 即M1为起支配作用的晶体管） 通过漏电流公式和相等关系可以推出上式 如果标C的地方都不变 等式两端是线性关系。但是由于M2的Vs>Vb 其Vth会因为体效应变化——almost。
由于电容的存在 Vout不能跳变到Vdd 同时对于大信号 Vout只能到达Vdd-Vth2（M2亚阈值导通导致 subVth）
推导小信号
方法1 通过对大信号的输入输出特性求导即得到小信号的增益
因为M2存在体效应，所以Vth2没有消去
求导得到小信号的增益为上式所示（希望看到的 增益取决于宽长比）
（制造过程中 两根不同的管子要相同的W 偏差在20%都可能出现 但是对于同一根管子 宽长比偏差可以控制在1% 因此做绝对值不准 但是比值较准确）
方法2 使用小信号等效模型来分析 由于1/gm<<Rd<<ro
考虑体效应时
整个电路的小信号等效模型
得到的结果与大信号分析得到的结果一致
高增益时 sway很小
解决sway很小的这个问题可以与M2并联一根pmos管（理想电流源） 使Id1更多的流过电流源 这样Vout更大 以获得更大的sway
电流源负载的分析
接理想电流源负载可以实现放大器增益为最大的本征增益
有很大的输出阻抗
看似矛盾 左低电流获得高增益 但低电流会导致低速和高噪声的问题 右高电流会带来高增益
（因为左侧增大电流会导致跨导增加 但是也会导致自身输出电阻的降低 且输出电阻降低的更快）
右侧的摆幅在P管和N管进入线性区的两个电压之间
DC output voltage is very sensitive to PVT
Vout 非常容易变化 且最终电流取决与电流小的那根晶体管
对于这种结构输出sway更重要Vod1<Vout<Vod2(因为输入端微小的变化就能导致输出端巨大变化)
分析方法的总结如上图
对与输出电阻的总结
接工作负载（class-AB stage）
两只晶体管都将输入信号转换为电流 且两只晶体管的作用相互促进 增大了跨导
优点：增益增加（电流复用） 降低等效噪声
缺点：难以偏置 输入偏置点sway很窄（关注输出sway） 很受电源噪声影响
跨导作为增益的一部分 但其会随着Vin变化而变化引起非线性 这是不希望出现的 （对偶解决）
定义等效跨导
使用小信号模型分析可以得到一样的结果
可以看到采用这种方式连接时的输出电阻提升很大
模拟cmos集成电路（3）相关推荐
- 【笔记：模拟CMOS集成电路】两级运算放大器设计与仿真（带版图）
[笔记:模拟CMOS集成电路]两级运算放大器设计与仿真(带版图) 前言 1.电路分析 1.1电路结构 电路描述: 1.2小信号分析 1.3公式 2指标设计 2.1预期设计指标参数 2.2参数分析 (1 ...
- 【笔记：模拟CMOS集成电路】MOS特性、共源级放大器仿真分析
[笔记:模拟CMOS集成电路]MOS特性.共源级放大器仿真分析 前言 1 MOS特性仿真电路图 1.1 电路仿真 (1)Ids与Vds的关系仿真 仿真结果 仿真结果分析 (2)Ids与Vgs的关系仿真 ...
- 【模拟CMOS集成电路】电路失调与CMRR—— 随机失调与系统失调分析（1）
电路失调与CMRR-- 随机失调与系统失调分析(1) 前言 1.1失调 1.2失调电路模型 1.2.1随机失调电路模型 (1)电阻失配 (2)跨导失配 (3)电流镜的随机失调 1.2.2系统失调 前言 ...
- 模拟cmos集成电路（2）
模拟受PVT的影响:P 工艺 V 电压 T 温度 参杂浓度和温度都会影响阈值即VTH 可以将要求匹配的管子放在近的地方 参杂浓度和温度较为接近会有更相近的阈值 工艺提供了不同沟道参杂浓度的晶体管 以 ...
- 模拟cmos集成电路（5）
差分放大器(differential) 如果电路对噪声敏感 就在电源上建立内阻的模型 也可以电源加波动的小信号来模拟噪声的影响 串扰的影响 解决的思想:通过反向信号抵消这样的干扰 共模电平存在影响工 ...
- 模拟cmos集成电路（6）
bias(偏置) 可以理解为为电路核心放大器服务的(保障电路) 不稳定的情况:①自激震荡(放大器+反馈 k不满足条件)②pvtl(工艺.电压.温度.负载) 直接复制基准电流来使用-电流镜 优点:避免了 ...
- 模拟cmos集成电路（7）
频域响应转换函数 对脉冲响应做拉普拉斯变换 可以得到电路对频率变化的响应 关注复数的变化 wp为特征点 在该频率 信号的幅值降为0.707倍 称为截止频率 黑色线与颜色线的比值是幅值 与横轴的夹角为相 ...
- 模拟cmos集成电路（8）
噪声限制电路输入信号的最小值 方差即为平均噪声功率 第三项为噪声的相关特性 绝大多数的噪声源是不相关的 电容电感不贡献噪声 电阻和mos管贡献噪声 金属相对于多晶硅是良导体 电阻是后者的1% 闪烁噪声 ...
- 模拟cmos集成电路（9）
虚短 直流增益对于反馈来说 越大越好 环路增益影响闭环增益 无论增益大小 只要放大器有反馈 放大器处理的都是小信号 闭环增益越大 对放大器的增益要求就越高 分析环路增益第一步是输入接小信号地 然后在环 ...
最新文章
- numpy随机生成01矩阵_NumPy数组基本介绍
- 公众号 采集 java_Java实现公众号数据的抓取
- 离开HK后的第一篇所感--重生
- 一个拼凑sql,输出变量的 存储过程
- hadoopshpython_让python在hadoop上跑起来
- Oracle系统查询的语句
- 实习三个月的地一个完整项目总结
- Es6 filter()、map()、find()方法详解
- 通过binlog恢复mysql数据库
- 【二次元的CSS】—— 用 DIV + CSS3 画咸蛋超人（详解步骤）
- javascript系列丛书之读后感
- HDU 1698 Just a Hook（线段树区间更新）
- 视频音轨音量是否为0检测过程
- 成功搭建Selenium运行环境，能够使用Chrome浏览器打开任意网页
- CUDA中Occupancy相关知识
- php 打印数组格式化,php 打印数组格式化显示
- 分部积分法的快速运算：表格法
- (OK) 编译 cm-13-kiwi for (华为 荣耀 5X) - 成功
- Mysql组复制（MGR）——前提及限制
- css3实现0.5px边框、圆角渐变色边框+圆角渐变色背景