單級放大器的頻率響應(yīng)講座-資料下載頁
2025-10-10 12:55本頁面
【正文】 出擺幅要減小一些。 知識回顧：基本差分對低頻時的共模 ?差模轉(zhuǎn)換 DSSm2m1m2m1CMi n ,YXDMCMV, R1)Rg(gggVVVA????????RSS 用 ro3||(1/CPs)代替 , RD 用 RD||(1/CL s)代替即可得到基本差分對的共模高頻響應(yīng)。 基本差分對的共模高頻響應(yīng) )1)rg(gCrs) ( 1CsR(1)Csr(11)rg(g)Rg(g1]sC1||) [ rg(g]sC1||) [ Rg(gVVV( s )Ao3m2m1Po3LDPo3o3m2m1Dm2m1Po3m2m1LDm2m1CMi n ,YXDMCMV,????????????????????注意該傳輸函數(shù)有一個左半平面的零點 ! AV,CMDM 在 fz=1/(2πro3CP)開始以 20dB/dec的斜率上升。 基本差分對的帶寬 ?m1 m2 D 03 PV, CM DM03 Pm1 mb 1 03DLm1 mb 1 03(g g )R 1 + Sr CA=1 + Sr C(g + g )r + 1(1 + SR C )(1 + )(g + g )r + 1G D Dm1(2)DMS G S D D D B G Dm1(2)(SC g )RA={1 + SR [C + (1 + g R )]}[1 + SR (C + C )]? 在某一頻率 f=fP,DM 差模增益 ADM 開始下降。 ? 在某一頻率 f=fZ,CM共模增益 ACM開始上升。 ? 從某種意義上說，上面兩個頻率中更低的一個頻率才是放大器的帶寬。 基本差分對共模響應(yīng)的頻率特性小結(jié) 基本差分對的共模高頻特性一般由節(jié)點 P的總電容決定。因為為使輸出擺幅盡可能大，需 M1(2)和用作尾電流管的 M3過驅(qū)動電壓盡可能小 (特別是在低電源電壓情況下 )，即它們的寬長比較大，于是 P點的寄生電容可能會變得相當(dāng)大。如果此時輸出極點頻率 (同差模時該節(jié)點的極點頻率 ) 遠大于 P點的極點頻率 (也即 P點高阻特性明顯下降時，輸出節(jié)點的阻抗還很高 )，則此時共模增益 ADM增加， CMRR減小 (即尾電流阻抗下降導(dǎo)致 CMRR?) ，如果電路失配，共模 ?差模的轉(zhuǎn)換電平較大，輸出端高頻電源噪聲和輸入端的共模噪聲顯著增加。 電流源負載差分對的頻率特性 CL 包括 M M4的 CGD 和 CDB ? 差分輸出時 , CGD3 和 CGD4 感應(yīng)到節(jié)點 G的信號大小相等、方向相反，故 G點小信號時接地。 ? 也可以理解為 M M4的柵極接的是一個固定偏置電平，它不隨輸入信號的變化而變化，故 G點小信號時接地。 電流源負載差分對的半電路 ? ? 1)C(CRCR)CRg(1Rs)CCCCC(CRRs )Rg(sC(s)V (s)V DBGDDGSSGDDmSDBGDSBGSGDGSDS2 DmGDino u t ???????? ??將前面帶電阻負載時的傳輸函數(shù)中的 RD 用 ro1||ro3代替即得到恒流源負載的差分對傳輸函數(shù)。 ro1||ro3和 CL較大，因此該節(jié)點的極點頻率較輸入極點低，是第一主極點。 2. fh≈1/2πCL(ro1||ro3 ) 電流源負載差分對的共模響應(yīng) 帶電流源負載的差分對的共模響應(yīng)同帶電阻負載差分對的共模響應(yīng)完全一樣，只須用 ro1||ro3代替 RD即可。 節(jié)點 P形成的極點依然是主極點。 有源負載差分對的高頻響應(yīng) 由于 電路非完全對稱，該電路差模響應(yīng)有兩個極點，一個在輸出節(jié)點，一個在節(jié)點 X(注意雙端輸出時沒有這個極點 )，該極點也稱“鏡像極點”。 ?X?CX/gm3， CX是 X節(jié)點到地的總電容，它 包含 CGS3,CGS4,CDB3,CDB1 和 CGD1 及 CGD4的密勒效應(yīng)。下面來求其傳輸函數(shù)。 有源負載差分對的小信號模型 ? 由前面分析我們知道 : ? VX=gm1ro1Vin=gmNroNVin ? RX=2ro1=2roN ? 圖中未標(biāo)電容全部忽略 有源負載差分對的差模高頻響應(yīng)（ 1） ? 假定 1/gmProP ? VE=(VoutVX)[(1/(CEs+gmP)] / [RX+(1/(CEs+gmP)] ? M4 的小信號電流為 gm4VE ? gm4VEIX=Vout(CLs+roP1) LoNmPoPEoPoNoPoNmP2LEoNoPEmPoNmNinout)Cr2g(1r)Cr(2ra)r(r2gassCCr2rs)C(2grgVV?????????有源負載差分對的差模高頻響應(yīng)（ 2） LoNmPoPEoPoNoPoNmP2LEoNoPEmPoNmNinout)Cr2g(1r)Cr(2ra)r(r2gassCCr2rs)C(2grgVV?????????由于鏡像極點比輸出極點高很多，用前面估算極點的方法可得： LoNoPLoNmPoPoPoNmPLoNmPoPoPoNmPLoNmPoPEoPoNoPoNmPh)Cr||(r1Crg2r)r(r2g)Cr2g(1r)r(r2g)Cr2g(1r)Cr( 2 r)r(r2gf?????????????LoPoNp1 )Cr||2 π( r1f ?EmPp2 2 πCgf ?EmPp2Z 2 πC2g2ff ??注意傳輸函數(shù)有一左半平面零點，大小為： 下面我們用另一種方法來求此零點！ 有源差分對零點的簡單求法 Id4 根據(jù)零點的意義可得 :Id4+IX=0 ? gmP VE+IX=0 ?X X XmXXX m PPEE1V + I ( R + ) = 0V1 = R +Ig+ S C+ S CgX X X EV + I R + V = 0m P X X X Xg ( V I R ) + I = 0m P X Xm P Xg R 1 V= gI?m P X Xm P m P Eg R 1 1= R +g g + S C2 ?? mPm P EE2gg S C S =C單端與雙端輸出差分對的高頻響應(yīng)比較 雙端輸出的恒流源負載差分對因電路完全對稱，差模響應(yīng)傳輸函數(shù)中只有一個極點，有源負載差分對由于電路不對稱，傳輸函數(shù)中有兩個極點，因此其高頻響應(yīng)比恒流源負載差分對要差， 換句話說，恒流源負載差分對的帶寬更寬， 同時有源負載差分對從輸入到輸出有兩條極性相同的信號通路，故還存在一個左半平面的零點。
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