模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第3章单级放大器(一)解读.ppt

Vx = 22 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 有体效应时的阻抗 (gm + gmb)V x + = Ix ro Vx 1 Ix gm + gmb || ro ≈ 1 gm + gmb 二极管阻抗比无体效应时小 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * 23 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 增益 Av = ? g m ( ro || RD) RD ≈ 忽略rO的影响 1 gm + gmb Av = ? gm1 1 gm2 + gmb2 =? gm1 1 gm2 1 + η 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * 1 gm1 1 =? 24 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 增益的特点 Av =?gm1 gm2 +gmb2 gm2 1+η g m = 2 μ n C ox W L I D Av = ? (W / L)1 1 (W / L)2 1 + η 忽略η随Vout的变化时，增益只于W/L有 关，与偏置电流、电压无关，线性度很好 γ = 2qεsiNsub Cox g mb = g m γ 2 2 Φ F + V SB = η g m 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * W 1 W W W 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 大信号特性 1 2 μ n COX ( )1 (Vin ? VTH 1 ) 2 L = μ n COX ( ) 2 (VDD ? Vout ? VTH 2 ) 2 2 L ( )1 (Vin ? VTH 1 ) = ( ) 2 (VDD ? Vout ? VTH 2 ) L L 若VTH2随 Vout变化很 小，则有很 好线性度 进入线性区 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 的转换点 25 * 26 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 用PMOS管做负载时 PMOS管无体效应 忽略rO时 Av = ? μn (W / L)1 μp (W / L) 2 优点：增益只于尺寸有关，线性度好 缺点1：大增益需要极大的器件尺寸 若要求Av=10，则μn=2μp时，（W/L）1=50（W/L）2 （W/L）过大会使寄生电容较大，影响带宽 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * W W 2 = 27 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 缺点2：输出摆幅小 Vout VDD ? VTH 2 若要求Av=-10，当VGS1-VTH1=200mV， VTH=0.7V时，VSG2=2.7V。 若VDD=3.3V，则Vout不能大于0.6V，否 则不能保证Av=-10 μ n ( )1 (VGS 1 ? VTH 1 ) ≈ μ p ( ) 2 (VGS 2 ? VTH 2 ) 2 L L | VGS2 ? VTH2 | (VGS1 ? VTH1) μn (W / L)1 μp (W / L)2 = ? Av 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * r 1 ) 28 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 考虑rO后的增益 Av = ? g m ( O1 || RD) RD = 1 gm2 // rO2 Av = ? g m1 ( g m 2 rO1 rO 2 如何获得单级更高增益？ 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * 29 本讲 放大器基础知识 共源级—电阻做负载 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 共源级—电流源做负载 共源级－深线性区MOS管做负载 共源级－带源极负反馈 西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理 * ? ? ? ? 1 L 1 1 30 共源级—电流源做负载 Av = ?gm ro1 || ro2 当ro2远大于ro1时 Av = ?gmro1 = ? 2 μn Cox ID ? ? ? W ? 1 ? L ? 1 λI D r