国家教学名师侯建军北京交通大学模拟电子技术ch分析报告.pptVIP

双极型模拟集成电路 电流模电路 功率输出级 MOS模拟集成电路 MOS模拟集成单元电路 MOS集成运算放大器 集成运算放大器 G D S B ? 单管增强型有源负载 MOS管有源负载 UDD UO ro G D B S UO ro gds gmUgs gmbUbs 由图可知： rO= UO IO = UO gdsUO + gmUgs gmbUbs + 而 Ugs = Ubs = UO rO= 1 gds + gm gmb + IO 用D与S间的动态电阻 代替大电阻 画交流通路 D G B均接交流地 减小gmb ? 单管增强型有源负载 MOS管有源负载 G D S B UDD UO ro G D B S UO ro gds gmUgs gmbUbs IO rO= 1 gds + gm gmb + rO≈ 1 gm gmb + 1 gm ?) (1 + = gmb ? = gm gds gm和gmb 适量减小gm ro增大 ? 单管耗尽型有源负载 MOS管有源负载 G D S B UDD UO ro D B G S UO ro gds gmbUbs IO 耗尽型： Ugs=0 ID=Idss 做有源负载时 G与S短接 用D与S间的动态电阻 代替大电阻 画交流通路 D B均接交流地 G与S相接 由图可知： rO= UO IO = UO gdsUO + gmbUbs 而 Ubs = UO rO= 1 gds gmb + ? 单管耗尽型有源负载 MOS管有源负载 G D S B UDD UO ro D B G S UO ro gds gmbUbs IO rO= 1 gds gmb + 如gds gmb rO= 1 gmb 耗尽型MOS管有源负载的电阻比增强型的要高 gmbgm N2 N3 N1 Io IR UO ro ? 威尔逊电流源有源负载 MOS管有源负载 N3为N2的有源负载管，相当于N2的源极串联了一个电流负反馈元件，以稳定输出电流，使ro增高。 D1 G2 S1 S3 gds1 gm1Ugs1 gm2Ugs2 Ugs2 Ugs3 Uo Uds2 Io G1 G3 S2 D3 Uds3 1/gds3 rds2 1/gm3 ? 威尔逊电流源有源负载 MOS管有源负载 Io D1 G2 S1 S3 gds1 gm1Ugs1 gm2Ugs2 Ugs2 Ugs3 Uo Uds2 G1 G3 S2 D3 Uds3 1/gds3 rds2 1/gm3 Uds1 由图可列出方程 Uds1= - gmUgs1rds1 rO= UO IO Uo=Uds2+Uds3 Ugs2=Uds1-Uds3 Uds3=Ugs3=Ugs1= Io gm3+gds3 Uds1= - gmUgs1rds1 Uo=Uds2+Uds3 Ugs2=Uds1-Uds3 Uds3=Ugs3=Ugs1= Io gm3+gds3 ? 威尔逊电流源有源负载 MOS管有源负载 gmgmbgds gm1=gm2=gm3 rdsgm1 1/gm较小 ro≈gm1 rds1 rds2 =AU1rds2 AU11 威尔逊电流源做有源负载可得到高阻抗 常 用 的 电 路 形 式 MOS单极放大器 E/E型NMOS单极放大器 E/D型NMOS单极放大器 CMOS单极放大器 推挽式CMOS单极放大器 MOS单极放大器 ? E/E型NMOS单极放大器 N2 N1 UDD UO + - Ui + - gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui + - ro S1 RL2 放大管及有源负载均为 增强型NMOS管 E/E型便由此得名 电压增益 MOS单极放大器 ? E/E型NMOS单极放大器 通常rds1RL2 当两管K’、ID相等时 其中 MOS单极放大器 ? E/E型NMOS单极放大器 Sn1Sn2—沟长比 如忽略衬稠效应 即?21 结论： 1. 电压增益主要有管子尺寸决定，增加沟长比及减小?，增益将增高。 2. 由于不能无限增加沟长比，该放大器的增益低，约5~10倍。 MOS单极放大器 ? E/E型NMOS单极放大器 gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui + - ro S1 输入电阻： N1的栅源绝缘电阻，很高，一般可达1010?。 输出电阻： gds1,gds2gm2, gmb2 MOS单极放大器 ? E/E型NMOS单极放大器 电压增益 输入电阻 很高，一般可达1010?。 输出电阻 ?21时 N2 MOS单极放大器 ? E/D型NMOS单极放大器 N1 UDD UO + - Ui + - gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui