放大器的頻率響應(yīng)(完整版)
【正文】 CGD +CDB)/RS，則： ?。ǎ┡c輸出極點(diǎn)完全相同，即只有當(dāng)CGS是頻率特性中的主要分量時(shí)，用密勒電容等效的方法求輸出極點(diǎn)才是有效的。其零點(diǎn)為式()中分子為零時(shí)的s的值，所以令Cgd1s－gm1=0得sz=gm1/Cgd1，并且該零點(diǎn)在s平面的右半平面，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。 研究方法對(duì)頻率特性的研究一般是基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸函數(shù)的零極點(diǎn)的研究，由信號(hào)與系統(tǒng)的理論可知傳輸函數(shù)的零點(diǎn)決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，而傳輸函數(shù)的極點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的就是系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率，因此重點(diǎn)通過(guò)等效電路推導(dǎo)出電路的傳輸函數(shù)，進(jìn)而求出零、極點(diǎn)以確定電路的頻率特性。當(dāng)頻率高于該頻率時(shí)，放大器的電壓增益將會(huì)下降。放大器的頻率響應(yīng) 單級(jí)放大器的分析中只考慮了低頻特性，而忽略了器件的分布電容的影響，但在大多數(shù)模擬電路中工作速度與其它參量如增益、功耗、噪聲等之間要進(jìn)行折衷，因此對(duì)每一種電路的頻率響應(yīng)的理解是非常必要的。上限頻率：當(dāng)頻率增大使電壓增益下降到低頻區(qū)電壓增益的1/時(shí)的頻率。 ，A1與A2是理想電壓放大器，R1與R2為每一級(jí)的輸出電阻模型，Ci與CN代表每一級(jí)輸入電容，CL代表負(fù)載電容。式()顯示其分母很復(fù)雜，為了求出它的極點(diǎn)，先進(jìn)行一些假設(shè)：假設(shè)式（）中存在兩個(gè)極點(diǎn)分別為ωP1與ωP2，則其分母可表示成（s＋ωP1）（s＋ωP2），根據(jù)極點(diǎn)定義，分母為0時(shí)的s的值即為其極點(diǎn)，因此有： ?。ǎ榱双@得與式（）相同的分母形式，式（）除以ωP1ωP2就可得到： ?。ǎ┘僭O(shè)兩極點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，即|ωP1||ωP2|，則從式（）可以看出：此時(shí)s的系數(shù)近似等于1/ωP1，比較式()與式（）可得到： （）由式()與式（）（a）所示的共源級(jí)電路的第二階極點(diǎn)，由于s2的系數(shù)等于1/(ωP1ωP2)，則有： ?。ǎ└鶕?jù)以上兩個(gè)極點(diǎn)與一個(gè)零點(diǎn)就可以畫出共源極的波特示意圖。 由式（）與（）還可看出：當(dāng)Cgd1與C的值都較小時(shí)，輸入極點(diǎn)為主極點(diǎn)；而當(dāng)C很大時(shí)，則輸出極點(diǎn)為其主極點(diǎn)，并將G的值代入式（），則在該條件下系統(tǒng)的主極點(diǎn)簡(jiǎn)化為（gm2+gmb2）/C。對(duì)式（）進(jìn)行分析，可看出該電路有一個(gè)在左半平面的零點(diǎn)： ( )這是由于在高頻時(shí)由CGS耦合的信號(hào)與由放大管產(chǎn)生的信號(hào)以相同極性相加。若s趨于無(wú)窮大，則在不考慮等效電容C的前提下，由于RS＜1/(G+gm1)且Cgs1Cgd1，所以其輸出阻抗為：RS。 輸入阻抗由第三章的知識(shí)可以知道：若λ不等于0，共柵的輸入阻抗與漏極負(fù)載有關(guān)，其輸入阻抗為： （）其中ZL=RL‖[1/(Cgd2s)]?！MOS增益級(jí)（a）所示的推挽式CMOS放大電路，其頻率特性如何呢？同理可以先畫出其高頻等效電路，（b）所示，進(jìn)一步用密勒等效電容對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)化，（c）所示的交流小信號(hào)高頻等效電路。而式（）中的分母也為s的一階函數(shù)，因此該類電路存在一個(gè)極點(diǎn)： ?。ǎ┥鲜奖砻髟撾娐返臉O點(diǎn)在s平面的左半平面，并且一般零點(diǎn)頻率大于極點(diǎn)頻率。而第二個(gè)極點(diǎn)為： ?。ǎ┻@也正是節(jié)點(diǎn)A處的鏡像極點(diǎn)。對(duì)式（）進(jìn)行近似分析：其主極點(diǎn)為式()所表示的值，則式（）可簡(jiǎn)化為： （）而其共模傳輸函數(shù)可表示為： ?。ǎ┥鲜剿硎镜膫鬏敽瘮?shù)的主極點(diǎn)為： ?。ǎ┝泓c(diǎn)為： ?。ǎ┦剑ǎ┍砻髌淞泓c(diǎn)左s平面的左半平面，系統(tǒng)穩(wěn)定。差分放大器的增益帶寬積為： ?。ǎ┯纱丝僧嫵鏊牟ㄌ貓D，： CMOS全差分對(duì)的波特圖2 共模半邊電路(a)所示，根據(jù)第四章的分析可得到其高頻交流小信號(hào)等效模型，（b）所示：(a) (b) (a)差分放大器的共模半邊電路； (b)高頻交流小信號(hào)等效模型，且其中的C與C1分別為：C＝CL+Cdb1+Cdb4C1＝（Csb1+Cgd5+Cdb5
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