CMOS模拟集成电路设计-ch6放大器的频率特性2

CMOSCMOS模拟集成电路设计模拟集成电路设计-ch6-ch6放大器的频率特性放大器的频率特性2 2源随器的频率特性源随器的频率特性由于由于由于由于X X点和点和点和点和Y Y点通过点通过点通过点通过C CGSGS有很强的相互作用有很强的相互作用有很强的相互作用有很强的相互作用（C CGSGS在主信号回路中），不能使用前面在主信号回路中），不能使用前面在主信号回路中），不能使用前面在主信号回路中），不能使用前面介绍的结点法进行估算。介绍的结点法进行估算。介绍的结点法进行估算。介绍的结点法进行估算。画出高频小信号等效电路（简化起见，忽画出高频小信号等效电路（简化起见，忽画出高频小信号等效电路（简化起见，忽画出高频小信号等效电路（简化起见，忽略体效应和沟道调制效应）略体效应和沟道调制效应）略体效应和沟道调制效应）略体效应和沟道调制效应）又由又由又由又由零点零点 z=-gm/CGS同样，假设两个极点相距较远，则第一极点的值为同样，假设两个极点相距较远，则第一极点的值为零点可以直接观察得出零点可以直接观察得出零点可以直接观察得出零点可以直接观察得出小信号电流的方向相同，得出左半平面零点小信号电流的方向相同，得出左半平面零点小信号电流的方向相同，得出左半平面零点小信号电流的方向相同，得出左半平面零点同共源极放大器的主极点比较：同共源极放大器的主极点比较：同共源极放大器的主极点比较：同共源极放大器的主极点比较：可以看出由于没有密勒效应，源随器的带宽可能比共源极要宽可以看出由于没有密勒效应，源随器的带宽可能比共源极要宽可以看出由于没有密勒效应，源随器的带宽可能比共源极要宽可以看出由于没有密勒效应，源随器的带宽可能比共源极要宽3计算输入阻抗计算输入阻抗计算输入阻抗计算输入阻抗C CGDGD与输入并联，计算中暂不考虑与输入并联，计算中暂不考虑与输入并联，计算中暂不考虑与输入并联，计算中暂不考虑当频率较低时，当频率较低时，gmb|CLs|，上式变成，上式变成当频率较高时，当频率较高时，gmb|CLs|，上式变成，上式变成4计算输出阻抗计算输出阻抗计算输出阻抗计算输出阻抗体效应电阻和体效应电阻和体效应电阻和体效应电阻和C CSBSB均与输出并联，计算中先均与输出并联，计算中先均与输出并联，计算中先均与输出并联，计算中先忽略，并忽略忽略，并忽略忽略，并忽略忽略，并忽略C CGDGD 低频下，低频下，Zout1/gm；高频下；高频下ZoutRs；作为缓冲器工作，应有作为缓冲器工作，应有1/g1/gmmRRs sZ Zoutout随随随随 而而而而 ，表现为一种电感特性表现为一种电感特性表现为一种电感特性表现为一种电感特性5共栅级的频率特性共栅级的频率特性如果忽略沟道长度调制效应，输入输出结点是如果忽略沟道长度调制效应，输入输出结点是如果忽略沟道长度调制效应，输入输出结点是如果忽略沟道长度调制效应，输入输出结点是“孤立孤立孤立孤立”的的的的没有电容的密勒乘积项，易达到宽带没有电容的密勒乘积项，易达到宽带没有电容的密勒乘积项，易达到宽带没有电容的密勒乘积项，易达到宽带6共源共栅级的频率特性共源共栅级的频率特性从从从从X X点向上看的电阻为：点向上看的电阻为：点向上看的电阻为：点向上看的电阻为：约为约为约为约为1/(g1/(gm2m2+g+gmb2mb2)，则，则，则，则A A点到点到点到点到X X的增益的增益的增益的增益为为为为-g-gm1m1/(g/(gm2m2+g+gmb2mb2)7差动对的频率特性差动对的频率特性差动信号的频率响应差动信号的频率响应差动信号的频率响应差动信号的频率响应半边等效半边等效半边等效半边等效与共源级的相同（半边等效）与共源级的相同（半边等效）与共源级的相同（半边等效）与共源级的相同（半边等效）注意：差动对两边的极点是相同的，注意：差动对两边的极点是相同的，注意：差动对两边的极点是相同的，注意：差动对两边的极点是相同的，由于是差动输出，由于是差动输出，由于是差动输出，由于是差动输出，总传输函数中的总传输函数中的总传输函数中的总传输函数中的极点数应是一条通路的极点数极点数应是一条通路的极点数极点数应是一条通路的极点数极点数应是一条通路的极点数，而，而，而，而不是两条通路极点数之和不是两条通路极点数之和不是两条通路极点数之和不是两条通路极点数之和共模信号的频率响应共模信号的频率响应共模信号的频率响应共模信号的频率响应考虑考虑考虑考虑M1M1和和和和M2M2失配，根据低频差动对共模响失配，根据低频差动对共模响失配，根据低频差动对共模响失配，根据低频差动对共模响应（第四章应（第四章应（第四章应（第四章4.434.43公式），公式），公式），公式），以以以以r rO3O3|1/(C|1/(CP Ps)s)代替代替代替代替R RSSSS，以，以，以，以R RDD|1/(C|1/(CL Ls)s)代替代替代替代替R RDD此电路存在电压余度与共模抑制比的折中此电路存在电压余度与共模抑制比的折中此电路存在电压余度与共模抑制比的折中此电路存在电压余度与共模抑制比的折中问题：欲提高共模抑制比，要求问题：欲提高共模抑制比，要求问题：欲提高共模抑制比，要求问题：欲提高共模抑制比，要求C CP P ，即减，即减，即减，即减小小小小MM3 3尺寸，但尺寸，但尺寸，但尺寸，但MM3 3消耗的电压余度会因此消耗的电压余度会因此消耗的电压余度会因此消耗的电压余度会因此 电流源负载差动对的频率响应电流源负载差动对的频率响应电流源负载差动对的频率响应电流源负载差动对的频率响应G G点为交流地点为交流地点为交流地点为交流地10电流镜为负载差动对的频率特性电流镜为负载差动对的频率特性电流镜为负载差动对的频率特性电流镜为负载差动对的频率特性镜像镜像镜像镜像极点极点极点极点输出输出输出输出极点极点极点极点慢慢慢慢通通通通道道道道快快快快通通通通路路路路两个通道的传输函数想加，得到总的传输函数两个通道的传输函数想加，得到总的传输函数两个通道的传输函数想加，得到总的传输函数两个通道的传输函数想加，得到总的传输函数结束结束