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1、放大器的频率特性?概述?密勒效应?极点和结点的关联?共源级的频率特性?源跟随器的频率特性?共栅级的频率特性?共源共栅级的频率特性?差动放大器的频率特性概述在单级放大器的低频特性分析中，忽略了器件的负载电容。 记入寄生电容后的分析结果复杂、不直观。可采用一些简化电 路结构的方法。 密勒效应：将二端点X、Y之间的阻抗等效成二端点分别对地 的阻抗。 流过Z的电流是 ZVVyx则，有同样的电流流过Z1：ZVVZVyxx=1VxyAZ VVZZ=111概述同样的，流过Z2的电流为：12 211=Vyxyxy AZ VVZZZVVZV1) 密勒定理没有指出怎样的电路可以等效。因此，并 不是所以电路都能用密
2、勒定理等效。例：X和Y间只有一个通路的电路是不能等效的。2) 在阻抗Z和主通路并联的通常情况下，密勒定理是 有效的。如图，可以将输入和输出间的阻抗 等效到输入和输出端进行处理。概述密勒效应： 3) 如果用密勒定理来获得输入输出传递函数， 则， 不能用该定理来计算输出阻抗。因为， 求传递函数时， 求输出阻抗时，外加 二种情况下，得到的可能是不同的。0inV 0=inVoutVyxVVVA = 4) Av和频率有关。在一般的应用中，用低频时的增益近似。极点和结点的关联：利用密勒定理，可以将每一结点的阻抗看成结点到地的 总电容和总电阻。A1、A2是理想的，R1、R2是输出电阻，Cin、CN是输入电
3、容，Cp是负载电容。( )sCRsCRA sCRAsVVpNinsinout2121 11 11+=是一种近似方法，没有考虑零点。概述将放大器和输出结点一起考虑：a) R、C电路( )RCssCRsCsVVinout +=+=11 11b) 跨导放大器和输出负载()()sCRRgsCRsCR gCRgALLLmLLmLLmV+=+=1111 /c) 主极点近似,1 RC=带宽,21 2RCf=单位增益带宽.2 RCAo 概述共源级电路结构：CGS和CDB是接地电容。饱和时，CGD在栅极的密勒等效项：()()sCRgsCAZGDDmGDV+=111 111()GDDmGSinCRgCC+=1()
4、CGD使输入电容增加，带宽下降。GDDmGSsinCRgCR+=11ovsoxGSCCC+=32 ovdGDCC+=LjswjDBCCCC+=00CGD在漏极的密勒等效项：()()sCsCRgsCAZGDGDDmGDV1 /1111 1112+=GDDBDCCC+=GDDBDoutCCR+=1( )()()outinDminout ssRgsVV /1/1+=?近似公式是一个双极点的函数，希望是只有一个主极点。?近似公式中没有考虑零点。?低频增益近似。共源级等效电路：inVinmVgDRoutVDBCGDCGSCSRX对X点：()0=+sCVVsCVRVVGDoutxGSx sinx()对Vo
5、ut点：01= +sCRVVgsCVVDB DoutxmGDxout由上面二方程可得：( )211bsasgCs RgsVVmGDDm inout + =共源级有二个极点，一个零点。是复杂的公式 ，其中()()DBGDDDmGDGSsCCRRgCCRa+=1GDDBDBGSGDGSDsCCCCCCRRb+=对分母作适当处理：111112121221+ += + +=ssssDpppppp假定：21pp()LDLDBGDDCRCCCR111+=带宽LDCRBW 21 21=b) 同样可得零点GDm zCg=很大，可忽略。很小，zOVDGDCC=Q( )()sCCRRgsVVGDDDDminout
6、 +1 c) 单位增益带宽LmLmLDDm CgGBWCg sCRRg 211=+共源级将结果推广到MOS负载： 2121LGDGDDBDBLCCCCCC+=()IIIrrRooD21212111/1/+= =带宽：()()LLooCI CrrBW 2/212121+=结论：IBW Lm VCgBWAGBW2=共源级输入阻抗：不再是无限大。 输入阻抗：不再是无限大。 1) 输入阻抗是一个电容。()GDDmGSinCRgCC+=12) 高频时，如图xVinmVgDRoutVDCGDCxI() ()sCRRVgIsCIVDBDD xmxGDxx+=1 () ()ssCRRgCsCCRZDBDDmG
7、DDBGDD in+=11sCZZGSinin1/=共源级低频时，s很小，() ()()sRgCssCRRgCsCCRZDmGDDBDDmGDDBGDD in+=11 11()1 +调节满足电路的相位补偿条件。LC共源共栅级的输出阻抗 忽略Cy和CGD1，则输出阻抗相当于源极负反馈的共源级的情况。 ()2221oxomoutrZrgZ+= sCrZxox1/1=有一个极点，对电流源的应用有影响。outZf共源共栅级差动对可分别讨论差分信号和共模信号的频率特性。 对于双端输出的对称差动对 可采用半边电路等效，则频率特 性和共源级相同。 例如: 输入结点有密勒项 ()GDDmCRg+1可以近似得到
8、：Lm VCgBWAGBW2=LDCRBW21= 共模频率特性 如果只考虑，则可利用差分对公式mg()ssmmDm CMVRggRgA21,1+=,/sCRRLDDQ,/3sCrRposs () ()()sCrggsCRgApommLDm CMV/1/321,+=a) 一般要求M3在饱和区内，I很大，VDS很小。2 21effVI=WLLWVIeff,即M3的宽长比很大，寄生电容很大。pCb)代表输出（差模）极点，代表P点 （共模）极点。sCRLD/sCrpo/3pout + +Eouto ssA11 +outo sA1()()() ()()EoutEoEoutoinout sssA ssA
9、VV /1/1/2 /111/1+= +=EmECgs/223=零点在左半平面。 4) 主极点近似差动对例1：电流漏共源级的性能已知：W1 = 2 , L1 = 1 , W2 = 1 , L2 = 1 , VDD = 5, VGG1 = 3 v, Cgd1 = Cgd2 100fF, Cbd1 = 200fF, Cbd2 = 100fF, Cgs2 = 200fF, CL = 1pF。计算输出摆幅和小信号性能。例2：CMOS差动对的性能已知： VDD = -VSS = 2.5V, SR 10V/s (CL=5pF), Pdiss 1mW. f-3dB 100kHz (CL=5pF), Av=1
10、00V/V, -1.5VICMR2V 参数： KN=110A/V2, KP=50A/V2, VTN=0.7V, VTP=-0.7V, N=0.04V-1 ， P=0.05V-1.例2：CMOS差动对的性能1) 由压摆率SR 10V/s (CL=5pF), ()ApFsVICISRL505/10/55= 由功率AIIVmW2005155kRkHzCRout Lout318105101002110021123()AIkIRpnout7031825 5+=取：AI1005=例2：CMOS差动对的性能3) 最大输入共模电压TnGSDDGSDSSGDDGVVVVVVVV+=+=31131VVVVVTnG
11、DDSG2 . 17 . 025 . 213=+=+=()()82 . 1/505027 . 02433233= = =+=+=LW LWVLWVAAVIVVTpSG 4) 增益()()11112112IIIRgApnpnoutmV +=+=4 .183 .23501102 05. 004. 01100111= = +=LW LW LW例2：CMOS差动对的性能5) 最小输入共模电压()()VVAAVVVVSSGSGDS078. 07 . 04 .18/1105025 . 25 . 12115= +=()()299078. 0/110100222 5= VAA LW 6) 选择251= LW,11. 05VVDS=1505= LWM5 很容易进入线性区。
