CMOS模拟集成电路设计ch6放大器的频率特性up.ppt
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1、CMOS模拟集成电路设计,放大器的频率特性,提纲,2019/2/21,2,提纲,1、概述 2、共源级的频率特性 3、源跟随器的频率特性 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,概述-密勒效应,2019/2/21,3,1、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。,概述-密勒效应,2019/2/21,4,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,即,,同理,,概述-密勒效应,2019/2/21
2、,5,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Vin抽取电荷,解:运用密勒定理,把电路转换成图(b)的形式,由于Z=1/(CFs),则Z1=1/(CFs)/(1+A),因此输入电容等于CF(1+A)。,概述-密勒效应,2019/2/21,6,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。,概述-密勒效应,2019/2/21,7
3、,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。,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。,概述-极点和结点的关联,2019/2/21,8,1.2 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”。,概述-极点和结
4、点的关联,2019/2/21,9,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,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。,共源级的频率特性,2019/2/21,10,2、共源级的频率特性,传输函数的估算,估算误差: 没有考虑电路零点 AV采用低频增益,从X到地“看到的”总电容为,输入极点(主极点)的值为,从输出到地“看到的”总电容为,输出极点,推断传输函数为,共源级的频率特性,2019/2/21,11,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,*,共源级
5、的频率特性,2019/2/21,12,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。,如果p2比p1离原点远得多, ,则第一极点,*,共源级的频率特性,2019/2/21,13,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,如果 ,则,*,共源级的频率特性,2019/2/21,14,关于传输函数的讨论(续) 根据公式*(教材中的公式6.23)可以计算得到零点,*,共源级的频率特性,2019/2/21,15,输入电阻的计算
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