模拟集成电路频率特性1.ppt

例2：CMOS差动对的性能 例2：CMOS差动对的性能 例2：CMOS差动对的性能 差动对 CMOS差动对 和双端输出（全对称）的电路相比，引入了一个镜像极点E。 输出极点 差动对 零点：电路从输入到输出有二个通道，引入了零点 对通道M1、M3、M4: 对通道M2: 零点在左半平面。 主极点近似 例1：电流漏共源级的性能 已知：W1 = 2 m, L1 = 1 m , W2 = 1 m, L2 = 1 m, VDD = 5, VGG1 = 3 v, Cgd1 = Cgd2 ＝100fF, Cbd1 = 200fF, Cbd2 = 100fF, Cgs2 = 200fF, CL = 1pF。计算输出摆幅和小信号性能。 例2：CMOS差动对的性能 已知： VDD = -VSS = 2.5V, SR ≥ 10V/μs (CL=5pF), Pdiss ≤ 1mW. f-3dB≥ 100kHz (CL=5pF), Av=100V/V, -1.5V≤ICMR≤2V 参数： KN’=110μA/V2, KP’=50μA/V2, VTN=0.7V, VTP=-0.7V, λN=0.04V-1 ， λP=0.05V-1. 由压摆率SR ≥ 10V/μs (CL=5pF), 由功率 考虑Rout 是否满足带宽。 取： * 放大器的频率特性 概述 密勒效应 极点和结点的关联 共源级的频率特性 源跟随器的频率特性 共栅级的频率特性 共源共栅级的频率特性 差动放大器的频率特性 概述 在单级放大器的低频特性分析中，忽略了器件的负载电容。 记入寄生电容后的分析结果复杂、不直观。可采用一些简化电 路结构的方法。 密勒效应：将二端点X、Y之间的阻抗等效成二端点分别对地 的阻抗。 流过Z的电流是 则，有同样的电流流过Z1： 概述 同样的，流过Z2的电流为： 密勒定理没有指出怎样的电路可以等效。因此，并不是所以电路都能用密勒定理等效。 例：X和Y间只有一个通路的电路是不能等效的。 在阻抗Z和主通路并联的通常情况下，密勒定理是有效的。 如图，可以将输入和输出间的阻抗 等效到输入和输出端进行处理。 概述 密勒效应： 如果用密勒定理来获得输入－输出传递函数，则， 不能用该定理来计算输出阻抗。因为， 求传递函数时， 求输出阻抗时， ，外加 二种情况下，得到的 可能是不同的。 Av和频率有关。 在一般的应用中，用低频时的增益近似。 概述 极点和结点的关联： 利用密勒定理，可以将每一结点的阻抗看成结点到地的总电容和总电阻。 A1、A2是理想的，R1、R2是输出电阻，Cin、CN是输入电容，Cp是负载电容。 是一种近似方法，没有考虑零点。 概述 将放大器和输出结点一起考虑： R、C电路 跨导放大器和输出负载 主极点近似 带宽 单位增益带宽 共源级 电路结构： CGS和CDB是接地电容。饱和时， CGD在栅极的密勒等效项： CGD使输入电容增加，带宽下降。 共源级 CGD在漏极的密勒等效项： 近似公式是一个双极点的函数，希望是只有一个主极点。 近似公式中没有考虑零点。 低频增益近似。 共源级 等效电路： ~ 对X点： 对Vout点： 由上面二方程可得： 共源级 有二个极点，一个零点。是复杂的公式 ，其中 对分母作适当处理： 假定： 共源级 低频时，跨导还没有下降，可忽略 令: 则 当频率上升时，可考虑第二个极点。 若 很大， 共源级 结论：当输入RC很大时，输入极点是主极点，结果和近似公式相同。 零点：直观上，CGD 提供了一 条 从输入到输出的前馈通道。 高频时： 流过M1和CGD的电流方向相同，大小相反。 直观上， 左图是共源级的频率相应曲线。 共源级 另一种近似方法： ~ 忽略输入结点引入的极点 （Rs=0），只考虑输出极 点，则是单级点函数。输 入电容 是前级的负载电容。 共源级 若 CL 是在输出结点上看到的总电容。 带宽 同样可得零点 单位增益带宽 共源级 将结果推广到MOS负载： 带宽： 结论： 共源级 输入阻抗：不再是无限大。 输入阻抗：不再是无限大。 输入阻抗是一个电容。 高频时，如图 共源级 低频时，s很小， 若CGD很大，则零点不能忽略。前馈通路近似为短路 源跟随器 源跟随器作为输出级（缓冲、电平移位）时，