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模拟集成电路学习总结 第四章

时间:2020-04-17 15:26:36      阅读:180      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:载器   放大   增加   完成   第四章   工作方式   总结   叠加   计算   

 

 

  上次写完了前三章,接下来写四五六七八九章,争取一天完成吧。复试和毕设都挺急的,头大。

 

第四章 差动放大器

 

4.1 单端与差动的工作方式

 

  能利用差动防干扰的情景:信号线间的干扰,电源电压的噪声

  其他优势:更大的摆幅、偏置电路更简单、更高的线性度。

  好像没什么用

 

4.2 基本差动对

 

  考虑最简单的差动结构,它存在的问题是,共模电平对增益影响过于明显。

  由此我们利用尾电流源做偏置,可以很有效的规避此问题。

  虽然可以避免共模输入对增益的影响,但输入共模电平仍有限制,存在范围,好像比较容易分析,略了。

 

  对于摆幅,也存在折中。共模电平越大,摆幅越小,因此我们需要尽量低的输入共模电平。然而,对于前级,有时提供低共模电平比较困难。

 

  这句没太看懂:差动对的增益是负载电阻上的直流压降的函数,因此如果电阻上的电压降比较大,共模输入必须保护比较低的水平。

  

 

  接下来是定量分析:过程挺麻烦的,不太想记,记个结论好了。

  同时还要知道,差模输入为零时,跨导最大,增益最大。以及一旦差模输入增大到一定值,增益会降为零,这个值其实等于平衡时过驱动电压的根号2倍。

  例题好像需要掌握,主要是看改变参数对特性曲线的影响,最好能直观的理解:

  1、宽长比W/L增加时,差模输入的临界值会降低,输入差模电压的范围减小,比较容易理解,宽长比越大,器件越强。

  2、尾电流源Iss增加时,会导致输入范围和输出电流摆幅都增加,也比较好理解。

  我们需要更大的增益、更宽的范围、更好的线性度,于是希望宽长比越小越好,尾电流源越大越好。

 

   然后是小信号差动电压增益的计算,书上用了两种方式。

  1、方法一是叠加法,结果为-gm*Rd

  差动对的增益和共源级增益的比较:对于给定的总偏置电流,差动对的gm对应Iss/2,因此gm的值是1/根号2,因此增益比共源级小一点

  2、半边电路的概念

  直接拆开,借助了辅助定理,其实也比较直观,相当于只考虑电压引起电流变化的一阶近似。

 

  然后没啥了。。

 

4.3 共模响应

 

  理论上共模响应是没有的,但实际上,器件不可能完全对称,同时电流源的输出阻抗也不可能无穷大。

  如果器件对称,只考虑存在输入阻抗的电流源,则可以将器件合并,跨导相加,负载减半,相当于存在源级负反馈的共源级,比较简单。

 

  只有当电路不对称时,这种情况才会对差模增益产生影响。

  只有负载不同时,比较容易,只有跨导不同时倒不是很直观,只能记结果。

 

  然后共模抑制比,就不记了。。。

 

4.4 MOS为负载的差动对

 

  比较简单的是二极管连接的mos管和电流源连接的mos管,都比较简单。

  对于二极管连接的情况,过驱动电压与增益成正比,要大增益,就会导致更大的过驱动电压,从而导致输出共模电平降低。

  为了缓解此问题,可以采用外加电流源的方式,来降低负载器件的跨导。对于书中示例,由于偏置电流变为1/5,过驱动电压变为1/根号5,跨导变为1/根号5,增益变为根号5倍,但是书上的5倍和宽长比变化,我没看懂,如果宽长比也变为1/,那么过驱动电压不变,增益变为5倍。

 

  若要进一步增大增益,可以采用共源共栅的结构,这里书上说这种结构无法确定输出电平,我觉得原因应该是输出电平与ro有关,取决于器件参数。

 

 

4.5 吉尔伯特单元

  没看。。。先放放

 

  

 

模拟集成电路学习总结 第四章

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