现代模拟集成电路技术学习教案

1、会计学1第一页，共105页。已成为(chngwi)当今宽带高速模拟集成电路设计的支柱技术。第1页/共105页第二页，共105页。SCTBEUuSCIiUueIiTBEln(81) (82) 其跨导gm为TCTUuSBECmUIUeIdudigTBE(83) 第2页/共105页第三页，共105页。2/12/12/12/12/12/1)()()ln()ln()()(njCCWSjCjnjCWSjCjCCWSjCjnjTCWSjCnjTCCWnjBEjCWnjBEjIIIIIIUIIUuu(84) (85) (86) 第3页/共105页第四页，共105页。uBE1uBE3uBE4uBE2IbIdIa

2、Ic图81简化(jinhu)的跨导线性环原理图第4页/共105页第五页，共105页。CCWnjCjCWnjCjCCWnjjCjCWnjjCjSjjSjIIAIAIJAI)()()()(2/12/12/12/1(87)(88) (89) 得到(d do)一个最简洁的关系式： 第5页/共105页第六页，共105页。CCWCjCWCjCCWjCWjCjCCWjCWCjCWjAAAAIAIA11(810) (811) (812) 引入面积(min j)比系数， 第6页/共105页第七页，共105页。BCCCCBIiiiiI21212若负载(fzi)电流iL=0,则可见，静态工作电流(dinli)等于偏

3、置电流(dinli)IB。 若负载电流(dinli)iL0,则 CLCCiii12(813)(814) 第7页/共105页第八页，共105页。UCCUEEIBIBV3V4TL环V1V2RL iLiC1iC2 图82互补(h b)跟随输出级 第8页/共105页第九页，共105页。LBCLBCBLBLCBLBLCiIiiIiIiIiiIiIii2121 1)2(21 1)2(211221212122如果(rgu)负载电流|iL|IB，则有 (815a) (815b) (816a) (817b) 或相反(xingfn):0,21CLCiii第9页/共105页第十页，共105页。2)()()(422)

4、()(223122322154xyCCxyCxyCyCCCWCCWCWCCWCCCWCCIIiiIIiIIiIiiieeeeIiiii其中面积(min j)比系数为环2：V2、V3，且有 (818) (819) (820) (821) (822a) 第10页/共105页第十一页，共105页。eIxeIyV1V22eIW ?V4V5V32ee环2环1 图83矢量(shling)差电路第11页/共105页第十二页，共105页。2222212231442yxWyxCCWyxCxCxCIIIIIiiIIIIIIIi而根据(gnj)环1，有 所以，输出(shch)电流与输入电流的关系为(822b) (8

5、23) 第12页/共105页第十三页，共105页。XIIXIXiid2)1 ()1 (824) X是一个由输入信号控制的系数。 该电路存在一个跨导线(doxin)性环，由V1、V2、V3、V4组成。现在我们来计算输出差模电流iod。 设各管发射区面积相同，=1，根据TL环原理，有第13页/共105页第十四页，共105页。(1X )(I IE)(1X )I(1X )I(1X )(I IE)V1V2V3V42IEi1i2 图84 吉尔伯特电流(dinli)增益单元第14页/共105页第十五页，共105页。)(1 ()(1 ()1 ()1 (2)1 ()1 (1422311212123124ECCE

6、CCECECECCCCCCCCIIXiiiIIXiiiIXiIXiIiiIXiiIXiiii(825) (826) (827) (828a) (828b) (829a) (829b) 第15页/共105页第十六页，共105页。故输出(shch)差模电流iod为IIiiAIIXiiiEidodidEod1)(221那么(n me)，电流增益Aid为 (830) (831) 一般Aid可作到110左右。 图85给出吉尔伯特电流增益(zngy)单元的级联电路。该电路总的电流增益(zngy)Aid为IIIIIIAEknkEEid 12111(832) 而且，两级偏置电压仅差一个UBE。第16页/共10

7、5页第十七页，共105页。2IEn2IEk2IE1信号输出(1 X)(1 IE1 IE2 IEn)(1 X)(1 IE1 IE2 IEn)UbnUb0(1 X)I(1 X)I信号输入图85吉尔伯特电流增益(zngy)单元级联第17页/共105页第十八页，共105页。第18页/共105页第十九页，共105页。1Ii(s)RTCT1同相输入端反相输入端输出Ri图86 电流(dinli)模集成运放框图第19页/共105页第二十页，共105页。，。输出端又接一个缓冲级，故最后的输出电阻很小。电流模运放可以看成一个流控电压源，其互阻增益A r(s)的表达式如下：第20页/共105页第二十一页，共105页

8、。)1 ()()()()()(1)()()(TTiTiioiouTTTiorCsRRRRsIsUsUsUsACsRRsIsUsA若用开环差模电压(diny)增益表示，则(833) (834) 第21页/共105页第二十二页，共105页。同相输入端反相输入端V1V2V3V4i1i2ZCM1CM2CTV7V6V5uoV8UEEUCC图87 电流(dinli)模运放的典型电路第22页/共105页第二十三页，共105页。出电阻很小，增强带负载能力。第23页/共105页第二十四页，共105页。TTTiTifTfTifTffuffufCRRRRRRRRRsRRRRRRRRsARRA)(11)(111110(835)(836)经推导，该电路(dinl)的高频响应为 第24页/共105页第二十五页，共105页。1Ii(s)RTCT1RiR1Ui(s)RfUo(s)图88 电流(dinli)模运放的闭环特性第25页/共105页第二十六页，共105页。Tf