模拟CMOS集成电路设计复习提纲.ppt

R ou trI1||gm 2ro2ro1||rI2
折叠点看ro 进 1||rI2 去的电阻为
A v0gm 1R out
第四章 差分放大器
• 差分放大器的输出电阻 • 差分放大器的增益 • 输入共模电平Vin,CM的范围
差分放大器的输出阻抗与增益（1）
Rout＝RD || ro1
Av 0
二极管接法MOSFET负载的共源级
Rup Rdown
1 R up g m 2
R down r o 1
R out R up | R down
1 g m2
|
ro1
ro1
1 g m 2 ro1
1
g m2
1
( g m2
ro1 )
A v0
V out V in
g m 1 R out
g m1 g m2
共源共栅级的输出阻抗（2）
参考源极电阻负反馈的 共源级电路
Rt ro1 ro2 ( g m2 g mb2 )ro2ro1
Rt
( g m2 g mb2 )ro2ro1
gm2ro2ro1 （忽略衬偏效应）
Rout g m3ro3 Rt
g m3ro3 g m2ro2ro1
共源共栅级的输出阻抗（3）
MOSFET的I-V特性
饱和区：
ID
1 2
C
ox
W L
V GS
V th 2
沟长调制：
ID
1 2
C ox
W L
V GS
V th 2 1
V DS
线性区：
ID
C ox
W L
V
GS
V th V DS
1 2
V
2 DS
深线性区：
I D
C ox
W L
V GS V th V DS
线性电阻：
• 用于计算各节点的时间常数 • 找出极点
第三章 单级放大器
• 共源级 • 共漏级 • 共栅级 • 共源共栅级
共源级
• 电阻负载 • 电流源负载 • 二极管接法的MOSFET负载 • 源级负反馈
共源MOSFET
V gs V 1 V in
R out
V out I out
| V in 0
V in 0 时，
Av0
1 R S || ro
gm g m g mb
共栅管的输入电阻
V1 0 VX
Vbs 0 VX
RDIX ro IX (gm gmb)VX VX
VX
RD ro
IX 1 (gm gmb)ro
共栅管用做电流放大器 没必要计算其电压放大倍数
共栅管的输出电阻
参考源极负反馈电阻的
共源级
Rup Rdown
R out
VX IX
R up
|| R down
R up R D
R down R S ro ( g m g mb ) ro R S
( g m g mb ) ro R S
共源共栅级的输出阻抗（1）
参考源极电阻负反共 馈源 的级电路 Rout ro1 ro2 (gm2 gmb2)ro2ro1 (gm2 gmb2)ro2ro1 gm2ro2ro1 （忽略衬偏效应）
g m1Rout
g r m1 o1RD RD ro1
gm1RD (ro1 RD )
Rou＝ t g1m3
||
ro1
1 gm3
Av0
gm1Rout
gm1 gm3
( ro1
1 gm3
)
差分放大器的输出阻抗与增益（2）
Routro1 ||ro3
Av0 gm1 ro1 ||ro3
共源共栅差分对
华大微电子：模拟集成电路设计
复习提纲
华大微电子：模拟集成电路设计
第二章 器件模型
• MOSFET的I-V特性
– 饱和区电流公式 – 线性区电流公式 – 沟道长度调制效应
• MOSFET的小信号模型
– 低频小信号模型：图2.36
• gm、ro的表达式
– 完整小信号模型：图2.38
华大微电子：模拟集成电路设计
带源极负反馈的共源级
Rup Rdown
Gm
gm 1 gmRS
Rup RD
Rdown gm1ro1RS
Rout Rup || Rdown RD (Rdown Rup)
Av0
GmRo u t
gm 1 gmRS
RD
RD RS
(gmRS 1)
共漏MOSFET（源跟随器）
RS||ro
Rout
gm
1 g mb
R on
C ox
W L
1 V GS
V th
华大微电子：模拟集成电路设计
几个常用的表达式
饱和区：
ID
1 2
C
ox
W L
V GS
V th 2
V dsat V GS V th
gm
C ox
W L
V dsat
2ID V dsat
ro
1 ID
2IDC
ox
W L
g m ro
2 V dsat
Rup g m 3ro3ro 4
Rup
Rdown g m 2 ro 2 ro1
Rdown
Rout Rup || Rdown
Av0 g m1Rout
g m1 g m 2ro2ro1 || g m3ro3ro4
wenku.baidu.com 折叠共源共栅的输出电阻与增益
R ou trI1||gm 2ro2ro1
I out
V out ro
R out r o 单管增益
V out V in
g m ro
二极管接法的MOSFET
R out
1 gm
1 ro
1 gm
(g m ro 1 )
带电阻负载的共源级
Rup Rdown
Rup R D
R down ro
R out R up || R down ( R D || ro )
V out V in
g m Rout
gm (RD
|| ro )
g m R D (R D ro )
电流源负载的共源级
R up ro 2
R down ro1
Rup Rdown
R out R up || R down ro 2 || ro1 Av0 g m1Rout
g m1 ro 2 || ro1
Rout gm3ro3ro1 ||gm5ro5ro7
Av0gm 1Ro u t
第六章 频率特性
• Miller效应 • 极点与结点的关联
第七章 噪声
• 噪声类型：热噪声、闪烁噪声 • 总输出噪声 • 输入参考噪声 • 单级放大器的噪声
1
2
C
ox
W L
ID
1 L
华大微电子：模拟集成电路设计
MOSFET小信号模型（1）
• VBS=0时的低频小信号模型 • 用于计算输出电阻、低频小信号增益
华大微电子：模拟集成电路设计
MOSFET小信号模型（2）
• 考虑衬偏效应时的低频小信号模型 • 用于计算输出电阻、低频小信号增益
完整的MOSFET小信号模型