第三讲_COMS单级放大器(上)

《单级放大器》课件

真。
共栅放大器
适用于宽带、低噪声、高速应用，具有较高的增益和带宽。
差分放大器
适用于抑制共模干扰和消除零点漂移，具有较高的线性度和
较低的失真。
06
CATALOGUE
单级放大器的调试与维护
单级放大器的调试方法
静态工作点的调试
通过调节偏置电阻，观察放大器的输入和输出波形，确保工作点设置在合适的区域。
03
CATALOGUE
单级放大器的电路分析
电压放大倍数
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量放大器对信号的放大能力。
电压放大倍数的大小取决于电路元件的参数和连接方式，可以通过计算和测量来确定。
电压放大倍数的计算公式为：A = (Rc / Re) * (1 + β)，其中Rc是集电极电阻，Re是发射极电阻，β是晶体管的电流放大倍数。
失真
表示放大器输出信号与输入信号相比产生的畸变程度。
02
CATALOGUE
单级放大器的基本结构和工作原理
单级放大器的基本结构
输入级
偏置电路
接收微弱信号并将其放大，是放大器的第一级。
为放大器提供合适的工作点，使放大器正常工作。
输出级
输出放大的信号，是放大器的最后一级。
单级放大器的工作原理
设计反馈网络
为了稳定放大器的性能，需要设计合适的反馈网络。
确定放大倍数
根据需求确定放大器的放大倍数。
考虑散热和封装
对于大功率放大器，需要考虑散热和封装问题。
单级放大器的设计实例
01
02
03
04
共射放大器
适用于低频、大功率应用，具有较高的输入阻抗和较低的输

CMOS模拟集成电路设计_ch3单级放大器(一)-PPT精品文档

16
输出电阻？
您能直观观察出来吗？
17
二极管连接的其他用途：电压偏置
18
同样大小的交流小信号电阻，用饱和区MOS管实现不仅容易，而且消耗的电压余度要小得多
电流源负载的共源级放大器广泛的使用在CMOS集成电路中
2019/2/22
共源级放大器
19

1.3 电流源负载的共源级放大器

讨论
1 1 A 2 I V D ( ) I I 1 1 D D
Gm ? Rout?
2019/2/22
共源级放大器
24

计算Gm（考虑沟道长度调制及体效应)
由于
，所以
因此，
2019/2/22
共源级放大器
25

计算Rout
流经ro的电流：得到所以，
R r ' r [ 1 ( g g ) R ] OUT o o m mb S
2019/2/22
长沟器件可以产生高的电压增益同时增加W、L将引入更大的节点电容 ID↓→
AV↑
20
输出摆幅
2019/2/22
共源级放大器
21

1.4 带源级负反馈的共源级放大器

小信号直接分析方法

讨论
增加源级负反馈电阻，使增益是gm的弱函数，实现线性的提高。线性化的获得是以牺牲增益为代价的
2019/2/22
9
练习
Av的最大化
A g R v m D
A v 2 C
W RD n ox L D
V I
增大W/L；寄生电容增大，带宽减小增大VRD；输出摆幅减小减小ID；RD会很大，输出节点时间常数增大

模拟CMOS集成电路设计-第3章-单级放大器

比N管的输出阻抗更高。
• 输入阻抗
低频时输入电流为零，输入阻抗无限大。
• 输出阻抗
直观的：
源跟随器实现大阻抗到小阻抗的转换
源跟随器的戴维南等效
用电阻模拟gmb—对源跟随器成立
戴维南等效电路--〉分压电路
共栅级
• 在共源放大器和源跟随器中，输入信号都是加在MOS管
的栅极。把输入信号加在MOS管的源端也是可以的。
R
mo
m
bo
o
D
A

G
R

v
mo
u
t
R
R
R
o
o
n
1 p
2
n
p

W
L

50
(
W
/
L
)
必须使
2
1
在某种意义上，高增益要求强的输入器件和弱的负载器件，缺点是高增益会
造成沟宽和沟长过大而不均衡（因此会导致大的输入或者负载电容），同时
还会带来另外一个严重的局限性：允许的输出电压摆幅的减小。
ID1 ID2
W
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱW
2

V
V
所以

V
GS
gmb)R

(gm1/r
gmb)V
o
s
o
in
Id/V

(gm1/r
gmb)/(1(gm1/r
gmb)R
in
o
o
s
ID
Gm＝ |Vout 0
Vin
g
r

g
r

1
I
m

CMOS模拟集成电路设计-单级放大器(一)

模拟CMOS集成电路设计
第 3 章单级放大器（一）
分离器件构成的音频放大器
2
用CMOS集成电路实现的音频放大器
二者有哪些区别？
3
4
3.1 共源级放大器
电阻做负载的共源级放大器
大信号分析
cutoff active triode
MOS管工作在饱和区时
5
线性区时
6
小信号分析
用小信号模型求解小信号增益
30
Av

gm RD 1 gm RS
RD 1/ gm RS
Av = “在漏极节点看到的电阻”/ “在源
极通路上看到的电阻”
这是一个经验结果，仅适合带源级负反馈的共源级的分析，但是这个结论可以极大地简化电路的分析。
31
1 从MOS源极看到的阻抗约等于 gm gmb
证明如下：
漏端的电阻被大大衰减了，这个特性被称为阻抗变换特性
W L
(VIN
VTH
)
跨导随着Vin的变化而变化，引入非线性
如果RS较大， Av
1/
RD gm RS
RD RS
增加源级负反馈电阻，使增益是gm的弱函数，实现线性的提高。线性化的获得是以牺牲增益为代价的。
25
考虑沟道长度调制及体效应时，电路的交流小信号模型为
计算的复杂性大大增加… 我们需要建立一种直观的联系来分析问题
思考：
随着放大倍数的提高，输入电压范围越来越小，我们真的能保证输入信号在这么小的范围内吗？
反馈
22
电流增大，增益怎么变化？
| Av | gmro
2nCox
ID

W

第3章单级放大器_共栅极

λ∆V 1 W µ n Cox (Vb − VTH ) 2 2 L ( g m 3 + g mb 3 )rO 3
I D1 − I D 2 =
小结
共栅级特点
输入阻抗较低， Rin =
华侨大学IC设计中心
RD 1 + ( g m + g mb )ro g m + g mb
输出阻抗与带负反馈共源级一样
Vx R= = [1 + ( g m + g mb )ro ]RS + ro Ix
共栅级大信号分析
华侨大学IC设计中心
共栅级小信号分析（计入晶体管的输出阻抗以及华侨大学IC设计中心信号源的阻抗）
I d = − g mVx − Vx / ro − g mbVx Vx = Rs I d + Vin I d = − g mVx − Vx / ro − g mbVx = −( g m + 1/ ro + g mb )( Rs I d + Vin ) I d (1 + ( g m + 1/ ro + g mb ) Rs = −( g m + 1/ ro + g mb )Vin I d / Vin = −( g m + 1/ ro + g mb ) /(1 + ( g m + 1/ ro + g mb ) Rs
共源共栅级屏蔽特性屏蔽特性
华侨大学IC设计中心
I D1 − I D 2 =
1 W µ n C ox (Vb − VTH ) 2 (λVDS 1 − λV DS 2 ) 2 L
∆VPQ
1 W µ n C ox (Vb − VTH ) 2 (λ∆V ) 2 L rO1 ∆V = ∆V ≈ [1 + ( g m3 + g mb3 )rO1 ] rO3 + rO1 ( g m3 + g mb3 )rO 3 =

CMOS模拟集成电路设计单级放大器.

消耗较大的电压余度，采用共源共栅电流源的共源共栅放大器的最大输出摆幅
共源共栅级放大器 31
2019/4/20
• 折叠式共源共栅放大器
– 所谓“折叠”针对小信号电流。小信号分析与共源共栅放大器一致。 – 为了获得相当的性能，折叠式共源共栅放大器的总偏置电流应该比共源共栅放大器的大。
2019/4/20 共源共栅级放大器 32
– 大信号分析
• 如果Vin>VDD-|VTH1|，M1截止，电流I1全部通过M2，有Vout=VDD-I1RD • 如果Vin<VDD-|VTH1|，M1开启处于饱和区， • 随着Vin ↓ ，ID2↓，当ID1=I1时，ID2＝0，有 • 当Vin下降到Vin1以下，ID1趋向大于I1，迫使M1进入线性区 2019/4/20 33 共源共栅级放大器使ID1=I1。
2019/4/20 36
2019/4/20 共源级放大器 10
• 1.4 带源级负反馈的共源级放大器
– 小信号直接分析方法
这里，没有考虑体效应和沟道长度调制效应
– 讨论
增加源级负反馈电阻，使增益是gm的弱函数，实现线性的提高。线性化的获得是以牺牲增益为代价的。
2019/4/20 共源级放大器 11
– 考虑沟道长度调制及体效应时，电路的交流小信号模型为
2019/4/20
共源级放大器
12
• 小信号等效分析
辅助定理：在线性电路中，电压增益等于-GmRout，其中Gm表示输出与地短接时电路的跨导；Rout表示当输入电压为零时电路的输出电阻。
线性电路的输出端口可用诺顿定理来等效，输出电压为IoutRout，定义Gm=Iout/Vin，可得Vout=-GmVinRout。

第三章单级放大器

2.1 MOS二极管连接做负载的共源级

MOS二极管连接
二极管连接的阻抗为

考虑体效应时
二极管连接的阻抗为
2010/11/4
共源级放大器
17

增益
NMOS二极管连接做负载
其中
PMOS二极管连接做负载没有体效应
可以看出，如果忽略η 随输出电压的变化，增益和偏置电压或电流没有关系；表示输入和输出电压发生变化时，增益相对保持不变，输入输出呈线性关系。
AV 2 I D (1 1 ) I D ID
2010/11/4 共源级放大器
21

2.3 带源级负反馈的共源级放大器
小信号直接分析方法
这里，没有考虑体效应和沟道长度调制效应
当Rs》1/gm时，等效跨导Gm≈1/Rs

讨论
增加源级负反馈电阻，使增益是gm的弱函数，实现线性的提高。线性化的获得是以牺牲增益为代价的。

例子：粗略计算，

，
得到
2010/11/4
共源共栅级放大器
37

讨论（续）

可用来构成恒定电流源。高的输出阻抗提供一个接近理想的电流源。采用PMOS的共源共栅结构，电流源的
表现的输出阻抗为
因此，
而Gm≈gm1，所以，电压增益近似等于

消耗较大的电压余度，采用共源共栅电流源的共源共栅放大器的最大输出摆幅

大信号分析
34

小信号分析

增益
两个晶体管均工作在饱和区；若λ＝0，由于输入管产生的漏电流必定流过整个共源共栅极电路，所以， Av=Vout/Vin=-gm1V1RD/Vin 而V1=Vin，所以 Av=Vout/Vin=-gm1RD •当忽略沟道长度调制效应时，共源共栅级放大器的电压增益与共源级放大器的电压增益相同。

模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第3章单级放大器(一)

西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理
第十七页，共44页。
本征增益约50~110 L增大时可以更大
1/gm<<rO成立
17
共源级—电阻做负载
实际应用情况
在CMOS工艺下，精确阻值的
电阻难加工
阻值小时增益小，阻值大时，
电阻的尺寸太大，还会降低输
出摆幅
一般用MOS管代替电阻做负载
二极管接法的MOS管、电流源、线性区MOS管
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理
31
第三十一页，共44页。
共源级－深线性区MOS管做负载
Vb要足够低，使M2工作在深线性区
RON 2 =
1
(V V nC
W
ox
DD
b
L2
| VTHP |)
Av = m RON2
优点：
输出摆幅大（可以为VDD）
缺点：要得到精准的Ron2比较困难；受工艺、温度变化影响比较大，产生稳定、精确的Vb比较难
I D = f (VGS )
Av =
Vout
=
RD
ID
Vin
Vin
定义等效跨导G m =
ID
Vin
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路原理
35
第三十五页，共44页。
共源级－带源极负反馈
等效跨导Gm和增益
VGS = Vin I D RS
VGS
= 1 RS Vin I D = f (VGS )
I D G = (1 R I D ) f
4
第四页，共44页。
本讲
放大器基础知识
共源级—电阻做负载
共源级—二极管接法的MOS 管做负载
共源级—电流源做负载

cmos放大器原理

cmos放大器原理
CMOS放大器是一种基于互补金属-氧化物-半导体（CMOS）
技术设计的放大器。

这种放大器可以在集成电路中实现，并且具有低功耗、高增益和广泛的应用范围。

CMOS放大器的原理是利用N沟道和P沟道两种类型的MOS
管来构成放大电路。

它由一个差分对和输出级组成，其中差分对接收输入信号，输出级将放大后的信号输出。

在差分对中，两个NMOS管和两个PMOS管组成了一个差分
放大器。

差分对的输入直流电平由输入共模电压确定，差分输入信号的变化将导致输出电压的非线性响应。

差分对的输出信号被送入一个共源放大器，这个放大器由一个NMOS管和一个PMOS管组成。

这个放大器对输入信号进行
进一步放大，并提供一个高输入阻抗，使其可以驱动后级负载。

在输出级，一个共源共排放大器被用来进一步放大信号，并提供适当的输出阻抗。

这个放大器由一个PMOS管和一个
NMOS管组成，其中PMOS管负责输出信号的放大，NMOS
管负责提供电流放大。

最终，输出信号由这个共源共排放大器输出。

需要注意的是，CMOS放大器需要一个稳定的直流工作点来
确保放大器的线性响应和稳定性。

为了实现这个目标，通常需要引入偏置电路来提供合适的直流偏置电压。

总之，CMOS放大器通过利用CMOS技术的特点，在集成电路中实现了高度集成和低功耗的放大功能。

它的原理是基于差分放大器和共源共排放大器的组合，使得它成为现代电子设备中不可或缺的关键组件。

单级放大器知识讲座

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载单级放大器知识讲座地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容单级放大器由于模拟或数字信号太小而不能驱动负载等，在模拟电路中就必须采用放大器对信号进行放大。

在本章中重点描述五种放大器结构：共源、共栅、源极跟随器和级联结构以及CMOS放大器。

对于每一种结构，先进行直流分析，然后进行低频交流小信号分析。

分析方法一般都先采用一个简单模型进行分析，然后逐步增加一些诸如沟道调制效应、衬底效应等二阶效应的分析。

放大器的性能指标有：增益、速度、功耗、工作电压、线性、噪声、最大电压摆幅以及输入、输出阻抗等。

其中的大部分性能指标之间是相互影响的，因而进行设计时必须实现多维的优化。

3.1 共源放大器所谓共源放大器是指输入输出回路中都包含MOS管的源极，即输入信号从MOS管的栅极输入，而输出信号从MOS管的漏极取出。

根据放大器的负载不同，共源放大器可以分为三种形式：无源负载共源放大器及有源负载共源放大器。

3.1.1 无源负载共源放大器无源负载主要有电阻、电感与电容等，这里主要讨论电阻负载与电感电容谐振负载时共源放大器的特性。

1 电阻负载共源放大器电阻负载共源（CS）放大器结构如图3.1(a)所示。

对此进行直流分析（确定工作点）与低频交流小信号分析。

对于共源放大器，根据第二章的分析，对于低频交流信号从栅极输入时，其输入阻抗很大，所以在分析时可不考虑输入阻抗的影响。

（a） (b)图3.1 (a)电阻负载的共源级(b) 深三极管区的等效电路（1）直流分析先忽略沟道调制效应，根据KCL定理，由图3.1(a)可列出其直流工作的方程：（3.1）而当VGS＞Vth时，MOS管导通，根据萨氏方程有：（3.2）把式（3.2）代入式（3.1）中，可得到其直流工作方程为（注：VGS＝Vi，VDS＝Vo）：（3.3）对方程（3.3）进行进一步的讨论：截止区：Vi＜Vth，则Vo＝VDD；饱和区：Vi＞Vth，且Vi-Vth≤Vo时，有：（3.4）三极管区： Vo＜Vi－Vth，有：（3.5）深三极管区：Vo＜＜2（Vi－Vth），根据第二章可知，此时M1可等效为一压控电阻，因此可得到如图3.1（b）所示的等效电路，则有：(3.6)根据以上分析，可以得到共源放大器的直流转换特性曲线，即Vo与Vi的关系曲线如图3.2（a）所示。

模拟CMOS集成电路设计单级放大器

第8页/共55页
共源MOSFET的单管增益
北大微电子：模拟集成电路原理
Vgs V1 Vin
Rout
Vout I out
|Vin 0
Vin
0时，Iout
Vout ro
Rout ro 单管增益
Vout Vin
gmro
Amplifiers Ch.3 # 8
第9页/共55页
共源级—电阻做负载（1）
考虑体效应
因为V1 VX，Vbs VX，
所以I X
gmV1 gmbVbs
VX ro
gm gmb VX
VX ro
Rout
VX IX
1
gm
gmb
1 ro
,若
gm gmb
ro 1，则Rout
1 gm gmb
北大微电子：模拟集成电路原理
Amplifiers Ch.3 # 16
Amplifiers Ch.3 # 13
第14页/共55页
二极管接法的MOSFET
北大微电子：模拟集成电路原理
Rout
1 gm
1 ro
1 gm
(gmro 1)
Amplifiers Ch.3 # 14
第15页/共55页
共源级：二极管接法MOSFET负载（1）
Rup Rdown
忽略体效应
北大微电子：模拟集成电路原理
gm1 gm1 1
gm2 gmb2
gm2 1
Amplifiers Ch.3 # 17
第18页/共55页
共源级：二极管接法MOSFET负载（4）
gm
Cox
W L
VGS VTH
2
I
D
Cox

CMOS模拟集成电路第3章—单级放大器

这里，没有考虑体效应和沟道长度调制效应
讨论
增加源级负反馈电阻，使增益是gm的弱函数，实现线性的提高。线性化的获得是以牺牲增益为代价的。当gmRS>>1, AV≈RD/RS
2013-8-4 13
共源级放大器
– 考虑沟道长度调制及体效应时，电路的交流小信号模型为
2013-8-4
14
共源级放大器
2Hale Waihona Puke 13-8-419共漏级放大器
• 小信号分析
考虑体效应
– 讨论
gm Vout / Vin gm RS / [1 ( gm gmb ) RS ) 1 / RS gm gmb
• 增益<1； • 当Vin≈VTH时，增益从零开始单调增大； • 随gm变大，Av接近gm/(gm+gmb)=1/(1+η)， η= gm/gmb随 Vout增大而减小(VSB增加)，所以Av趋近1。
– Vin≤VTH1，M1，M2处于截止状态， Vout=VDD，且Vx≈Vb－VTH2（忽略亚阈值导通） – Vin＞VTH1，开始出现电流，Vout下降， Vx下降。 – 2013-8-4 如果Vin足够大，M1或M2将进入线性区。（与器件尺寸、RD及Vb有关）
29
共源共栅级放大器
• 小信号分析
33
2013-8-4
直流或低频下！
小信号增益
电阻负载
小结
输出电阻
( RD || rO )
g m2 1 g mb 2
输入电阻
摆幅
线性度
g m Rout
gm g m 2 g mb 2
∞ ∞ ∞
－
小
－
较好
共源级

CHAP03CMOS子电路、CMOS放大器

PMOS和两个NMOS晶体管组成。
差分放大器的增益主要取决于输入级晶体管的跨导和负载电阻的
大小。
运算放大器
运算放大器是一种具有高放大倍数的电路，通常用于信号的运算的增益和反馈电路的参数。
运算放大器由两个输入端、一个输出端和两个电压跟随器组成。
接收机前端
在无线通信系统的接收机前端，CMOS放大器用于对微弱信号进行放大，提高信噪比，降低误码率。
高速数据传输
在高速数据传输系统中， CMOS放大器用于驱动高速数字信号，保证信号的完整性和传输速率。
自动控制系统
传感器接口
在自动控制系统中，CMOS放大器用于传感器信号的放大和调理，提高信号的可靠性和稳定性。
Chap03 CMOS子电路与CMOS 放大器
目录
• CMOS子电路概述 • CMOS子电路的类型与功能 • CMOS放大器的基本原理 • CMOS放大器的设计与实现 • CMOS放大器的应用场景与实例
01 CMOS子电路概述
CMOS电路的基本结构
互补金属氧化物半导体（CMOS）电路由N型和P型晶体管组成，形成反相器或逻辑门。
抗干扰能力强
CMOS电路的阈值电压较高，不易受噪声干扰，具有较好
的抗干扰能力。
低成本
CMOS工艺具有较高的集成度和较低的成本，有利于大规
模生产和应用。
02 CMOS子电路的类型与功能
反相器
总结词
CMOS反相器是CMOS电路的基本单元，用于实现逻辑非功能。
详细描述
CMOS反相器由两个互补的MOS管（NMOS和PMOS）组成，输入信号通过一个MOS管控制另一个MOS管的开关状态，从而实现逻辑非功能。CMOS反相器的特点是低功耗、高噪声容限和稳定性。

cmos放大器的原理

cmos放大器的原理CMOS放大器是一种常见的集成电路，用于放大输入信号。

它由CMOS晶体管组成，可以带来很高的增益和稳定性。

本文将详细解释CMOS放大器的原理、工作模式和设计。

一、CMOS放大器的原理CMOS放大器的核心是差分对，它由两个对称的晶体管组成。

当输入电压V1和V2不同时，晶体管的输出差异将被放大并转换成单端输出。

这个特性是因为，采用CMOS技术可以非常容易地控制晶体管的电阻。

在差分对中，输入电压被分成两个相等的信号，并接到晶体管的栅极上。

这时，晶体管会形成一个半导体开关，输出电压将从高电平到低电平高速切换。

另一端晶体管的输出与这个相反。

将两端输出连接在一起，就可以得到一个差分放大器。

二、CMOS放大器的工作模式CMOS放大器的工作模式有两种，共源极和共基极。

共源极放大器是CMOS放大器最常见的形式。

输入信号在栅极上放大，通过源级和负载电阻传送到输出。

由于输出电压与输入电压的差异，差分对被激活并且通过放大器放大。

共基极放大器则是将整个差分对的晶体管作为输入端点的一部分。

与共源极不同，共基极放大器的输入级仅由一个晶体管构成。

三、CMOS放大器的设计总体设计策略是，利用差分对提供的放大器来增加电路电压增益。

这种策略可以被应用于各种不同的放大器拓扑结构，并且是实现CMOS 放大器硅片上集成的必要条件。

CMOS放大器设计的关键要素是电压增益、带宽和线性度。

其中，单个差分对的增益会受到固有的部分值限制。

该限制可以通过增加放大器中差分对的数量来克服。

要达到较大的带宽，则需要通过设置适当的负载来调整带宽。

在线性度方面，CMOS放大器可以通过降低电源电压来提高线性度。

低电源电压会降低放大器的动态范围，但同时会减少非线性失真。

总的来说，CMOS放大器是一种可靠的放大器设计。

它的优点是低电源电压、低功耗和高带宽。

由于CMOS放大器扩展到集成电路，它已成为低成本和可大规模生产的最佳选择。

cmos单级放大电路

cmos单级放大电路CMOS单级放大电路是一种常用的集成电路，用于放大电压信号。

CMOS是互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）的缩写，是一种主要由MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）组成的电路。

CMOS单级放大电路由一个NMOS（N型MOSFET）和一个PMOS（P型MOSFET）组成。

NMOS和PMOS分别处于放大电路的上下两个分支，它们的栅极（G）通过一对电阻分别连接到电源电压VDD和地电压GND。

通过调节栅极电压，可以控制NMOS和PMOS的导通状态。

当NMOS导通时，PMOS截断，输出电压为高电平（VDD）；当PMOS导通时，NMOS截断，输出电压为低电平（GND）。

通过改变输入电压，可以控制NMOS和PMOS的导通状态，从而实现对电压信号的放大。

CMOS单级放大电路具有许多优点。

首先，由于NMOS和PMOS的导通状态互补，所以电路的功耗较低。

当输入电压接近VDD/2时，NMOS 和PMOS交替导通，功耗最小。

其次，CMOS单级放大电路的输入电阻较高，输出电阻较低，能够适应不同的输入输出电压范围。

此外，CMOS单级放大电路还具有较高的增益和较低的失真。

为了进一步提高CMOS单级放大电路的性能，可以采取一些措施。

首先，可以通过增加电流源和电容来提高增益和频率响应。

其次，可以采用差分放大电路来抑制共模干扰，提高信号的抗干扰能力。

此外，还可以通过调整栅极电压和电流源来优化工作点，使得电路在最佳工作状态下工作。

CMOS单级放大电路在实际应用中有着广泛的用途。

例如，在音频放大器中，CMOS单级放大电路可以将微弱的音频信号放大到足够的电平，以驱动扬声器。

在通信系统中，CMOS单级放大电路可以用于放大无线信号，提高信号的传输距离和质量。

此外，CMOS单级放大电路还可以用于传感器信号放大、滤波器等应用领域。

CMOS单级放大电路是一种常用的集成电路，具有功耗低、增益高、失真小等优点。

第3章单级放大器_源跟随器

华侨大学·电子与信息工程学院电子工程系杨骁凌朝东
xiaoyanghqu@
华侨大学IC设计中心
3.3 源跟随器(共漏极）（Source Follower）
对共源级的分析指出，在一定范围的电源电压下，要获得更高的电压增益，负载阻抗必须尽可能大。如果这种电路驱动一个低阻抗负载，为了使信号电平的损失小到可以忽略不计，就必须在放大器后面放置一个“缓冲器”。源跟随器（也叫做共漏级放大器）就可以起到一个电压缓冲器的作用。
GM = g m
RO = 1 1 1 || || ro ≈ g m g mb g m + g mb
ROut = RS // Ro = RS //
1 g m + g mb
Av = Gm Rout
Rs = gm Rs ( g m + g mb ) + 1
1 g m + g mb RS = = 1 RS ( g m + g mb ) + 1 RS + g m + g mb RS
Rout
1 rO 1 rO 2 RL = gmb + gm
1 Av = g m rO1 rO 2 RL g mb + g m
衬偏效应影响
华侨大学IC设计中心
即使源跟随器用理想电流源来偏置，输入－输出特性仍表现出一些非线性，这源于阈值电压与源极电压之间的非线性。
Av = Gm Rout Rs g = gm = m = 1 ( g m + g mb ) (1 + η ) Rs ( g m + g mb ) + 1
源跟随器电压增益与输入电压Leabharlann 系Av = Gm Rout