【文章內(nèi)容簡介】 2. 增益的頻率響應(yīng)波特圖 2L1SMSL)/(11lg20||lg20||lg20ffAA VV??? ??)/a r c t a n (1 8 0 L1 ff?????水平線不 是 0 dB f fL1時，相頻響應(yīng)為 180?，反映了 通帶內(nèi)輸出與輸入的反相關(guān)系 20 l g|SLVA?| /dB 100 fL1 f /H z 0 20 dB/ 十倍頻 f /H z 90 ? 180 ? 0 ? ?L 20 l g|SMVA?| 135 ? 0. 1 fL 1 fL1 10 fL 1 45 ? / 十倍頻 32 華中科技大學(xué) 張林 共射放大電路的低頻響應(yīng) 2. 增益的頻率響應(yīng)波特圖 包含 fL2的幅頻響應(yīng) 33 華中科技大學(xué) 張林 共射放大電路的低頻響應(yīng) 若想盡可能降低下限截止頻率，則需要盡可能選擇大的旁路電容 Ce和耦合電容 Cb Cb2。但這種改善是很有限的，因此在信號頻率很低的使用場合，可考慮用直接耦合方式。 )/j(11)/j(11L2L1SMSL ffffAA VV ????? ??1besiL1 )(π21CrRf ??b2LcL2 )(2 π1CRRf ??eb1eb11 )1( CCCCC??? ?34 華中科技大學(xué) 張林 小結(jié) （ 1）通過對共源和共射放大電路低頻響應(yīng)的分析看到，影響低頻響應(yīng)的主要因素是旁路電容和耦合電容。若想盡可能降低放大電路的下限截止頻率，則盡量選用容量較大的旁路電容和耦合電容，其它組態(tài)的放大電路有類似的結(jié)論。 （ 2）以上分析過程均假設(shè)電路滿足一定條件，進(jìn)行了簡化處理，實際上通過 SPICE仿真可以得到更精確的分析結(jié)果。 （ 3）通過選用大容量電容降低下限截止頻率的效果通常是有限的，因此在信號頻率很低的場合，可考慮采用直接耦合的放大電路。 華中科技大學(xué) 張林 35 共源和共射放大電路的高頻 響應(yīng) MOS管的高頻小信號模型及單位增益頻率 fT 共 源放大電路的高頻響應(yīng) BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù) 共 射放大電路的高頻響應(yīng) 36 華中科技大學(xué) 張林 MOS管的高頻小信號模型及單位增益頻率 fT 1. MOS管的高頻小信號模型 Cgs——柵 源電容 Cgd——柵 漏電容 Csb——源 襯底電容 Cdb——漏 襯底電容 多數(shù)情況下， MOS管的源極和襯底連在一起，此時 Csb被短路，而 Cdb變?yōu)?Cds。 當(dāng)信號頻率處于高頻區(qū)時，F(xiàn)ET或 BJT的極間電容的阻抗將減小，不能再視為開路，需考慮它們帶來的影響。 s g d B 襯底引線 N＋ N＋ V GG 耗盡層 P V DD 37 華中科技大學(xué) 張林 g C gd I d d ＋ － V gs Cgs g m V gs r ds C ds ＋ － V ds s . . . . 其中 Cgs的典型值為 ~， Cgd的典型值為 ~ pF及 Cds通常小于 1pF， rds為 (104~106)? 。 一般可從數(shù)據(jù)手冊上獲得這些參數(shù) 。 Cgs——柵 源電容 Cgd——柵 漏電容 Cds——漏 源電容 襯底與源極并接時的高頻小信號模型（也稱為 ?模型） MOS管的高頻小信號模型及單位增益頻率 fT 1. MOS管的高頻小信號模型 38 華中科技大學(xué) 張林 2. 單位增益頻率 fT g C gd I d d ＋ － V gs Cgs g m V gs r ds C ds ＋ － V ds s . . . . fT —— 共源組態(tài)、負(fù)載短路時電流增益等于 1對應(yīng)的頻率（也稱為特征頻率） g C gd I o ＋ － V gs Cgs g m V gs r ds Cds s . . . I i . d I C gd . rds和 Cds被短路 MOS管的高頻小信號模型及單位增益頻率 fT 39 華中科技大學(xué) 張林 2. 單位增益頻率 fT g C gd I o ＋ － V gs Cgs g m V gs r ds Cds s . . . I i . d I C gd . gdgsgsmgsmoj1gdCVVgIVgI C?????? ???? Cgd較小，在所關(guān)心的頻率范圍內(nèi)，該支路電流遠(yuǎn)小于受控源中的電流，所以可以忽略。 gsgdgsgdgsgsgsi )(jj1j1 VCCCVCVI ???? ???? ???gsgdgsm j VCVg ?? ???gsmo VgI ?? ?又 電流增益 )(j gdgsmioS CCgIIAI ??? ????)(j2 π gdgsmCCfg?? MOS管的高頻小信號模型及單位增益頻率 fT 40 華中科技大學(xué) 張林 2. 單位增益頻率 fT g C gd I o ＋ － V gs Cgs g m V gs r ds Cds s . . . I i . d I C gd . fT與 gm成正比，與 MOS管結(jié)電容成反比。 fT越大， MOS管的高頻性能越好，由它構(gòu)成的放大電路的上限頻率就越高。早期以微米技術(shù)制造的 MOS管的 fT約為 100MHz，現(xiàn)在以高速技術(shù)制造的 MOS管的 fT約為幾個 GHz。 )(j2 π gdgsmS CCfgAI ???由 )(j2 π1 gdgsTmCCfg??得 )(2 π gdgsmT CCgf?? MOS管的高頻小信號模型及單位增益頻率 fT 41 華中科技大學(xué) 張林 共源放大電路的高頻響應(yīng) g C gd Io d ＋ － V s C gs g m V gs r ds C ds ＋ － V o s . . . . R s i R g R?Ls ＋ － V gs . 1. 高頻小信號等效電路 + V DD C b2 ＋ i D T B R d d R g1 g R g2 s C b1 ＋ R s － V SS R s i ＋ － v s C s R L v o ＋ － g2g1g || RRR ?其中 LdL || RRR ??42 華中科技大學(xué) 張林 共源放大電路的高頻響應(yīng) 1. 高頻小信號等效電路 定性討論 Cgs在輸入回路構(gòu)成低通電路 ? ? ? gs1C?? ||gsV?輸入回路 g C gd Io d ＋ － V s C gs g m V gs r ds C ds ＋ － V o s . . . . R s i R g R?Ls ＋ － V gs . ? ? ? ||oV?和 gd1C?? ds1C?輸出回路 輸出回路也是低高通電路 43 華中科技大學(xué) 張林 共源放大電路的高頻響應(yīng) g C gd I o d ＋ － V?s C gs g m V gs ＋ － V o s . . . . R?s i R?Ls I gd . V gs . ＋ － 2. 電路簡化 g C gd Io d ＋ － V s C gs g m V gs r ds C ds ＋ － V o s . . . . R s i R g R?Ls ＋ － V gs . 將 Cgs左側(cè)電路進(jìn)行電源等效變換 其中 sgsigs VRRRV ?? ????為簡單起見，作如下假設(shè)： Lds Rr ??? Lds1 RC ????， 得簡化后的電路 gsisi || RRR ??44 華中科技大學(xué) 張林 共源放大電路的高頻響應(yīng) 3. 密勒電容 g C gd I o d ＋ － V?s C gs g m V gs ＋ － V o s . . . . R?s i R?Ls I gd . V gs . ＋ － 對節(jié)點 d 列 KCL得 0j)( gdgsoLogsm ????? CVVRVVg ?????由于輸出回路電流比較大，所以可以忽略的 Cgd分流，得 gsLmo VRgV ?? ???gdogsgd j)( CVVI ???? ??而輸入回路電流比較小，所以不能忽略的 Cgd分流 gdLmgs j)1( CRgV ???? ?稱為 密勒電容 M1CgdLmgdgsM j)1(1CRgIVZ????? ??ZM 相當(dāng)于 g和 s之間存在一個電容，若用CM1表示，則 gdLmM1 )1( CRgC ???45 華中科技大學(xué) 張林 共源放大電路的高頻響