【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路

目录

MOS管从三个端口看进去的电阻不同:

电阻做负载的共源极:

二极管做负载的共源极:

PMOS做二极管负载(负载mos无体效应):

NMOS做二极管负载:

电流源做负载的共源级:

有源负载的共源级(电流复用):

工作在线性区的mos为负载的共源极:

带源极负反馈的共源极:

源极跟随器(共漏):

 共栅极:

共源共栅极:

采用PMOS共源共栅负载的NMOS共源共栅放大器:

折叠式共源共栅极:


MOS管从三个端口看进去的电阻不同:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第1张图片

 圈1中忽略了gmb。

电阻做负载的共源极:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第2张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第3张图片

                                R_{out}=R_{d}//ro

           对于M1,从输出看进MOS,漏极看进去的电阻为  ro  。

二极管做负载的共源极:

PMOS做二极管负载(负载mos无体效应):

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第4张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第5张图片

         对于M2,从Vout看进去的等效电阻为    ,

         对于M1,从Vout看进去的等效电阻为  ro1

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第6张图片

 【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第7张图片

NMOS做二极管负载:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第8张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第9张图片

         对于M2,从Vout看进去的等效电阻为   \frac{1}{g_{m2}+g_{mb2}}//ro2   ,

         对于M1,从Vout看进去的等效电阻为  ro1

电流源做负载的共源级:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第10张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第11张图片

         对于M2,从Vout看进去的等效电阻为   ro2   ,

         对于M1,从Vout看进去的等效电阻为   ro1

有源负载的共源级(电流复用):

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第12张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第13张图片

          对于M2,从Vout看进去的等效电阻为   ro2   ,

          对于M1,从Vout看进去的等效电阻为   ro1

工作在线性区的mos为负载的共源极:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第14张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第15张图片

          对于M2,从Vout看进去的等效电阻为    R_{on2} ,

          对于M1,从Vout看进去的等效电阻为   ro1

带源极负反馈的共源极:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第16张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第17张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第18张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第19张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第20张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第21张图片

          对于M1,从Vout看进去的等效电阻为  r_{o1}+R_{s}+(g_{m}+g_{mb})r_{01}R_{s}

源极跟随器(共漏):

忽略沟道长度调制效应。考虑的话把式中Rs换为Rs//ro

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第22张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第23张图片

         对于M1,从Vout看进去的等效电阻为   \frac{1}{g_{m}+g_{mb}}

         若考虑沟道长度调制效应,则为  \frac{1}{g_{m}+g_{mb}}//r_{o}

 共栅极:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第24张图片

 【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第25张图片

 【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第26张图片

         对于M1,从Vin看进去的等效电阻为 Rs+\frac{1}{g_{m}+g_{mb}}//ro   ,(此处没有加Rd,!!!注意!!!!!)

                         从Vout看进去的等效电阻为  (Rs+ro+(g_{m}+g_{mb})roRs)

注意:(1)    比较共栅级与源极负反馈的共源极,其输出电阻相同,Gm略有差别,差别在改变Vin时在共栅极电路中只改变了mos管源极电压,故mos管等效的三个分路影响相同,故在Gm表达式中g_{m}+g_{mb}+\frac{1}{ro}   总是一起出现。而对于源极负反馈的共源极,当改变Vin时,产生了源极的变化作用在三个支路,但同时栅极电压也有变化(分母上三者同时出现),而这个变化只对 gm 产生影响(分子上gm单独出现)。

(2)   比较共栅极与电阻做负载的共源极,当 Rs=0 时,共源极G_{m}=g_{m},共栅极G_{m}=g_{m}+g_{mb}+\frac{1}{ro}  这是因为两者变化时对mos管三个支路产生的影响不同;共源极和共栅极的输出电阻相同R_{out}=R_{d}//ro,这是因为输出端变化时两者对mos管三个支路的影响相同。

(3)共栅极的输入电阻与Rd无关!!!!!(或者说很小)怎么理解呢,从漏极看源极的电阻,阻值会被放大(gm+gmb)*ro+1倍;那么从源极看漏极的电阻,阻值会被缩小约(gm+gmb)*ro+1倍。实际情况见P73.

共源共栅极:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第27张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第28张图片 Gm分子中的gm2ro2改为gm1ro1

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第29张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第30张图片

         从Vout向下看,电阻为  r_{o2}+r_{o1}+r_{o2}r_{o1}(g_{m2}+g_{mb2})

共源共栅的好处:【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第31张图片

由于Cgd存在,普通共源极输入与输出发生馈通,共源共栅增大输入和输出的隔离度(减少输入与输出馈通)

采用PMOS共源共栅负载的NMOS共源共栅放大器:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第32张图片

折叠式共源共栅极:

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第33张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第34张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第35张图片

【模拟CMOS集成电路设计】第三章,单级放大电路_第36张图片

        折叠式共源共栅的输出电阻变小了。 

本篇中部分图片为拷贝其他博主文章中的图片,如有侵权,联系删。

你可能感兴趣的:(拉扎维,服务器,html,fpga开发)