高等教育：放大器的频率特性

1、模拟集成电路设计与分析第六章放大器的频率特性授课教师：鲁文咼Email: 本讲内容概述-Miller效应、结点与极点关联 共源电路的频率响应 共漏电路的频率响应 共源共栅电路的频率响应 差分对的频率响应Mi I ler定律(1)Frequency response of ampCh. 6 # 3IIM若&，则乙Mi I ler定律(a)匕-匕二匕(1- Z Z z模拟集成电路设计与分析(2)II生所以Z严乙 字所以Z2=&Z2 &Frequency response of ampCh. 6 #模拟集成电路设计与分析Mi I ler定律(3)5Frequency re

2、sponse of ampCh. 6 # 9极点之间相互影响!CFCx = (1 + A)Cf?结点X相应的极点=12ttRs( + A)Cf模拟集成电路设计与分析共栅电路的极点(CgDI + Cdb Wd磁二和Io m 1 o mb1(Gsi + Csb他 II g/nl gmb 丿本讲内容概述-Miller效应、结点与极点关联 共源电路的频率响应 共漏电路的频率响应 共源共栅电路的频率响应 差分对的频率响应Frequency response of ampCh. 6 # 17模拟集成电路设计与分析共源电路的频率特性(1)Frequency response of ampCh. 6# 19忽

3、略输入/输出的相互影响 使用Miller等效A U 8mlRDinGn Q gs + SmlDGDJ out 兀 DB + GD1RSCinMi Iler等效存在的问题：等效输出阻抗随频率变化，影响AvJ glC CC +CGD 丁 JGS/ Cgd + Cgs Cgd )Ceq + CDB模拟集成电路设计与分析等效输出阻抗随频率变化c ccx =匕+ g注-齐匕GD 十 GSGD 十 GS/ 1 c +c )丄 JgdgsCgd丿Frequency response of ampCh. 6 # 21模拟集成电路设计与分析共源电路的频率特性(2)一牛叫_占:严 $%Ifi列岀基尔霍夫方程。结点

4、X：+vxcGSs +(vx -)cGDs = o式1Rs结点J：(匕“-匕)C + g,他 +Vout(- + CDBs) = 0kdSGD + SCdb由式绵EFrequency response of ampCh. 6 # 23DDFeedforwardMdin Paiii “QUIJ c脅叫CSmX, Zk-C*Q8 ：匚F*eiS-iAimtr“Cgd 九)心vOlH = v s ntRsRd(Cgsgd + Cgsdb + Cgddb) + S As(l + SmDGD + SGS + D(GD + DB). + 】( 丄+1宀)f 11 1严刃叫2丿2S F S 叫1叫2/ 、假

5、设分母：D =丄+1I叫2,2若 %贝忆=-+ + 1卩八叫2 环1Vout =(sCD _ g/JR。Vin S RsRd(CgSGD + Cgsdb + GDDB + S + SmDGD + SGS + D(GD + DB). + 】若/ co A,则分母)=-+丄+ 1 叫叫2 叫1他(1 +臨RD + RsCgs股也+ 站前面的分析中，直接饰Miller等效：Cin(l + gmiRD)CGD + CGS1R& +臨Rd)Cgd + RsCgs仅相差一项，可以用来粗略计算极点模拟集成电路设计与分析共源电路的频率特性(2)Vout =(sCD _ g/JR。Vin S RsRd(CgSG

6、D + Cgsdb + GDDB + S + SmDGD + SGS + D(GD + DB). + 】2p p2p1若 则分母r =-+ + i co 3 一 a所以血i怎RsU + SmD)CGD + RsCgS + D(CGD + DB)Rs(l + g,兄)Gq + RsCgs + Rd(Cgd + Cdb)RsRdgsCgd + CgsCdb + Cgddb)皆严为正零点GD若 coA,则分母D =-+丄+ 1 叫叫2 叫1Rs(l + g,Rf)CGQ + RsGS + Rd9gd + Cqb) RsRdKgsCgd + CgsCdb + CgqCqJ若 Cgs 占主导，贝 tco

7、 2 7R&GS. 7r. RsRdKgsCgd + CgsCdb) (gd + db)(玄匹终于迈冀宛!_JJ因%RsMCgd RsCcs + Rd(Ccd + Cdb)所以少疋 Q/ RsU + &Rd)Cgd =SjgdRsRdCgsCgd + Cgsdb + Cgddb) gsgd + Cgsdb + gddbPath零占八、传输函数中，分子为零寸的角频率物理理解，通过Go与M |注入到匕的电流和为零时的角孵$仇上- g”严0所以s严护gdFrequency response of ampCh. 6 # 29模拟集成电路设计与分析共漏电路的频率特性(2)本讲内容概述-Miller效应、

8、结点与极点关联 共源电路的频率响应 共漏电路的频率响应 共源共栅电路的频率响应 差分对的频率响应I(alsCgsK += SlYoutyin=RscG + sCGDfyx +KJ+K +匕 out _ _Sm + sCgss1Vj” S Rs 9gsCl + CgsCgd + GDL ) + S(mSGD + C厶 + Cqs ) + gm 零点S严-血为负,位于左半平面(解峯Cgs与M产生論動gs八-g加 + sCgs匕 sRs (CgsQ + CGSCGD + CGDCL) + sgmRsCGD + CL + CGS) + gm + sCgs8 Hl悄(E + C就+ cg) + s g

9、+r| 厶 + GS若叫2则叫产 ，叫2=下R&gd + - (Q5Cl + CgsCgd +8 m若呼& 三込，则叫严S + GS2 URs9gsCl + CgsCgd + CgqC厶)Frequency response of ampCh. 6 # 31模拟集成电路设计与分析共漏电路的输入阻抗(2)略一一 以 忽 匕 所低频情况下，gmb lsCLl, Z严1sCgs1+，g mb所以G = CGS g祇 + Cgd，与Miller效结果一致 gm + g mbg mb：亦為效，Qs的影响：Cgs（1）= Ccsg？+g mb8 m一 -1Q+sCgsgmsCgs 丿 gmb + sClg

10、msCgs1 1 )Cgs Cl 丿 Q Cgsl因为s = jco,所以务Q-1-j/Od L等效电容1 ，等效电阻-一启一，为负电阻丄+丄叽5Cgs QFrequency response of ampCh. 6 # #模拟集成电路设计与分析共漏电路的输出阻抗(1)Frequency response of ampCh. 6 # 35模拟集成电路设计与分析共漏电路驱动大电容负载模拟集成电路设计与分析共漏电路的输出阻抗（2）Frequency response of ampCh. 6 # 37低频：Zx = Rv等效后Z?2=l/g加高频：Zi=&+i?2,等效后R = Rs -1/臨 等效

11、后鱼（他-1匕）g加阶跃效应时表现为减幅振荡模拟集成电路设计与分析本讲内容概述-Miller效应、结点与极点关联 共源电路的频率响应 共漏电路的频率响应 共源共栅电路的频率响应 差分对的频率响应Frequency response of ampCh. 6 # 41SB使用共源共栅电路, 可抑制Miller效应T Vdd 杯D 卜VbT片杯=X =RP + ro共栅管的输入电阻yt=o-vxKs = o-vxRd【X +7(x+ 8mbWx) = VXm +r0 g) 9mb bsI 2齐ffl管用做电流放大器、z 、没必要计算其电压放大倍数？IT1R s IIl + (g用2 +匕讪2比2若Rd 乙2，贝S m2 8 mb2所以J如K