CMOS模拟集成电路设计ch6放大器的频率特性up

1、cmos模拟集成电路设计放大器的频率特性2021-10-21提纲2提纲 1、概述 2、共源级的频率特性 3、源跟随器的频率特性（optional） 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 2021-10-21概述3 1.0 波特（bode）图1、概述2021-10-21概述-密勒效应41、概述 1.1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。2021-10-21概述-密勒效应5 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

2、流流过z1，于是 2021-10-21概述-密勒效应6 例1 如图(a)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2021-10-21概述-密勒效应7 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。？ 如果阻抗z在x点和y点之间只有一个信号通路，则这种转换往往是不成立的。 在阻抗z与信号主通路并联的多数情况下，密勒定理被证明是有用的。2021-10-21概述-密勒效应8 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

3、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。 如果用密勒定理来获得输入输出的传输函数，则不能同时用该定理来计算输出阻抗。2021-10-21概述-极点和结点的关联9 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，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”。2021-10-21概述-极点和结点的关联10 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

4、如下面的电路 同密勒效应一起对电路简化时，常常丢掉传输函数的零点。 但极点与结点的关联（及密勒定理）为估算传输函数提供了一种直观的方法。2021-10-21共源级的频率特性112、共源级的频率特性 传输函数的估算 估算误差：估算误差：没有考虑电路零点没有考虑电路零点av采用低频增益采用低频增益2021-10-21共源级的频率特性12 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*2021-10-21共源级的频率特性13 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。

5、如果p2比p1离原点远得多， ，则第一极点值*2021-10-21共源级的频率特性14 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*2021-10-21共源级的频率特性15 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 *2021-10-21共源级的频率特性16vxix|1/(cgss)zin= 输入电阻的计算 估算方法(一级近似) 高频下，考虑输出结点的影响2021-10-21源跟随器的频率特性173、源跟随器的频率特性 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

6、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2021-10-21源跟随器的频率特性18 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 传输函数包含一个左半平面零点z=-gm/cgs。 由传导的信号与本征晶体管产生的信号以相同的极性相加。当rs0时，主极点频率近似为gm/(cl+cgs)。 2021-10-21源跟随器的频率特性19 输入阻抗 cgd与输入并联，计算中先忽略。vxix2021-10-21源跟随器的频率特性20 输出阻抗 体效应和csb与输出并联，计算中先忽略，并忽略cgd 。 低频下，zout1/gm；高频下zoutrs； 由于作为缓冲器工作，应有1/gm带宽较低3、源跟随器的频率特性（optional）4、共栅级的频率特性 不含miller乘积项带