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VLSI系统设计 第5章 模拟电路单元 （2013-2014） 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET MOS晶体管主要电参量： MOS晶体管的跨导gm----控制特性 MOS器件的直流导通电阻 MOS器件的交流电阻 MOS器件的最高工作频率----交流特性 MOS器件的衬底偏置效应----背栅控制特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET跨导gm----控制特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET电阻特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET电阻特性：有源电阻应用 单个电阻； 直流、交流差别与应用 分压电阻。 直流分压、交流分压； 衰减直流； 衰减交流。 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET频率特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET衬底偏置效应----背栅控制特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET衬底偏置效应----背栅控制特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET衬底偏置效应----背栅控制特性 5.1 模拟集成电路中的基本元件MOSFET衬底偏置效应----背栅控制特性 5.3 放大电路单级倒相放大器 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.3 放大电路电路结构小结： 5.4 运算放大器 5.4 运算放大器简单运放 5.4 运算放大器简单运放的比较： 5.4 运算放大器一些复杂结构的运放 5.4 运算放大器一些复杂结构的运放 5.4 运算放大器一些复杂结构的运放 5.4 运算放大器一些复杂结构的运放 PMOS恒流源负载 对这个电路的分析仍然可以借用对PMOS恒流源负载的基本放大器方法，并有相同的结果。 通过对以上三种差分放大器电压增益的分析，可以得到这样的结论：这类MOS差分放大器双端输出的差模电压增益，等于构成它的单边放大器的电压增益；当输出电压信号取其单输出端时，等效的电压增益仅为差分放大器电压增益的一半。 5.3 放大电路 差分放大器 PMOS电流镜负载，完成双端输入单端输出。 .3 5.3 放大电路 差分放大器 能避开PMOS频率特性较差的问题吗？ 注意电流镜的工作方式发生变化 为什么不用普通的电流镜 .3 5.3 放大电路 源极跟随器 (a)图电路的电压传输系数AS 通常情况下1/r01和1/r02远小于器件的跨导gm，所以，电压传输系数： 源极跟随器的输出电阻 .3 .3 5.3 放大电路 源极跟随器 1. 源极输出级 .3 5.3 放大电路 输出放大器 2. 甲乙类推挽输出级 .3 5.3 放大电路 输出放大器 3. 推挽增益级 .3 5.3 放大电路 输出放大器 .3 MOS管搭积木 关键是理解每个积木单元连接方式与作用 共发射极放大器 （电压放大器） 参考点 输入节点 输出 （接负载） 参考点 输入节点 输出 （接负载） 共源极放大器 （电压放大器） 参考点 输入节点 输出 （接负载） 共栅极放大器 （阻抗变换器） .3 共基极放大器 （阻抗变换器） 参考点 输入节点 输出 （接负载） 输入阻抗低/输出阻抗高 通常用于提高输出阻抗 电流增益等于1 参考点 输出 （接负载） 共漏极放大器 （电压跟随器） .3 共集电极放大器 （电压跟随器） 参考点 输入节点 输出 （接负载） 输入节点 输入阻抗高/输出阻抗低 通常作为缓冲级或隔离级 电压增益等于1 .3 电流→电压转换 电压→电流转换 电流→电流转换 电压→电压转换 负载及其对放大器性能的影响 输出节点 无源/有源负载电阻。 要求直流电阻适中，交流电阻大 无源/有源反馈电阻。 要求电阻适中 .3 负载及其对放大器性能的影响 输出节点 无源/有源负载电阻。 要求电阻适中 一般不用 .3 有两种情况： 大电阻用于低压跟随器； 小电阻用于输出缓冲器。 MOS管(工作管）对接结构： 工作管/负载管 工作管/负载