CMOS模拟集成电路设计ch放大器的频率特性PPT课件

1、CMOS模拟集成电路设计模拟集成电路设计放大器的频率特性第1页/共28页2022-7-62提纲 1、概述 2、共源级的频率特性 3、源跟随器的频率特性 4、共栅级的频率特性 5、共源共栅级的频率特性 6、差动对的频率特性 第2页/共28页2022-7-631、概述 密勒效应 密勒定理：如果图(a)电路可以转换成图(b)的电路，则Z1=Z/(1-Av)，Z2=Z/(1-Av-1)，其中Av=VY/VX。第3页/共28页2022-7-64 证明： 通过阻抗Z由X流向Y的电流等于(VX-VY)/Z，由于这两个电路等效，必定有相等的电流流过Z1，于是 第4页/共28页2022-7-65 例1 如图(a

2、)所示的电路，其中电压放大器的增益为-A，该放大器的其它参数是理想的。请计算这个电路的输入电容。 从从Vin抽取电荷抽取电荷第5页/共28页2022-7-66 关于密勒定理的说明 密勒定理没有规定电路转换成立的条件。若电路不能进行转换，则密勒定理的结果是不成立的。？第6页/共28页2022-7-67 关于密勒定理的说明（续） 严格地说，密勒定理中的Av=VY/VX的值必须在所关心的频率下计算。然而采用低频下Av值的近似计算有助于了解电路的特性。第7页/共28页2022-7-68 1.2 极点和结点的关联 A1和A2是理想电压放大器，R1和R2模拟每级的输出电阻，Cin和CN表示每级的输入电容，

3、CP表示负载电容，则该电路的传输函数为可以把每一个极点和电路的一个结点联系起来，即j=j-1， j-1是从结点j到地“看到”的电容和电阻的乘积，即“电路中的每一个结点对传输函数贡献一个极点”。第8页/共28页2022-7-69 说明 通常电路很难等效成上述简化电路的形式，很计算电路的极点。例如下面的电路第9页/共28页2022-7-6102、共源级的频率特性 传输函数的估算 估算误差：估算误差： 没有考虑电路没有考虑电路零点零点 AV采用低频增采用低频增益益第10页/共28页2022-7-611 传输函数精确计算 根据高频小信号等效电路由上述两个公式，得到其中*第11页/共28页2022-7-

4、612 关于传输函数的讨论 根据公式*(教材中的公式6.23) 分母写成如下形式 和估算方法得到的结果对比，可见分母多出RD(CGD+GDB)项，此项通常可以忽略。*第12页/共28页2022-7-613 关于传输函数的讨论（续） 根据公式*(教材中的公式6.23)可以计算得到第二个极点 和估算方法得到的结果相同*第13页/共28页2022-7-614 关于传输函数的讨论（续） 根据公式*(教材中的公式6.23)可以计算得到零点 *第14页/共28页2022-7-615VxIx|1/(CGSs)Zin= 输入电阻的计算 估算方法(一级近似)第15页/共28页2022-7-6163、源跟随器的频

5、率特性 传输函数 由于X点和Y点通过CGS有很强的相互作用，很难把一个极点和结点进行关联。 根据高频小信号等效电路（忽略体效应）得到又由得到第16页/共28页2022-7-617 关于传输函数的讨论 同样，假设两个极点相距较远，则第一极点的值为第17页/共28页2022-7-618 输入阻抗 CGD与输入并联，计算中先忽略。VxIx第18页/共28页2022-7-619 输出阻抗 体效应和CSB与输出并联，计算中先忽略，并忽略CGD 。第19页/共28页2022-7-620 输出阻抗（续） 源跟随器的输出阻抗表现出电感特性，R1因此，因此，第20页/共28页2022-7-6214、共栅级的频率

6、特性 传输函数忽略沟道长度调制效应输入极点输出极点没有电容的密勒乘积项，可达到宽带。第21页/共28页2022-7-6225、共源共栅级的频率特性 极点分析忽略沟道长度调制效应Rx1/(gm2+gmb2)第22页/共28页2022-7-6236、差动对的频率特性 差动信号的频率响应半边等效半边等效第23页/共28页2022-7-624 共模信号的频率响应共模输入等效电路共模输入等效电路这里，RSSrO3第24页/共28页2022-7-625 高阻抗负载差动对的频率响应G点为交流地第25页/共28页2022-7-626 有源电流镜为负载的差动对的频率特性（optional）镜像极点镜像极点输出极点输出极点戴维南等效戴维