單級放大器的頻率響應(yīng)講座-wenkub.com
2025-10-06 12:55 本頁面
【正文】 下面來求其傳輸函數(shù)。 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。 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。 ? 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。 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)。 差分對差模信號響應(yīng)的頻率特性 基本差分對的半電路同單級 CS放大器相同，故差分對的差模高頻響應(yīng)同 CS放大器，只是需注意，因電路完全對稱，差分對的極點數(shù)等于一條通路的極點數(shù)，而不是兩條通路中極點數(shù)之和。 ])Cggg(1[C2 πR1fGD1mb2m2m1GS1SAp,????? ?GS2SB2DB1GD1 mb2m2Xp, CCCC2πg(shù)gf?????? ?GD2LDB2DYp, CCC2 πR1f???共源共柵放大器頻率特性總結(jié) ? 共源共柵放大器的輸入阻抗和低頻增益同 CS 放大器相同。 ? 故 CGD1 在輸入節(jié)點產(chǎn)生的密勒效應(yīng)電容大小近似為 2CGD1，同 CS放大器相比，顯然小了很多。上述結(jié)論也不變。 恒流源負載的 CG放大器輸入阻抗的近似 Linm m b m m b 0 m m b L m m b 01 Z 1 1 1Z = + = +g + g ( g + g ) g + g S C ( g + g )rr? 因 (gm+gmb)r0較大 ,故當 S (頻率 f)?或 CL 較大時 ,CL 對輸入結(jié)點的影響可以忽略 ,即 : Zin?1/(gm+gmb),此時 τS=CSRSin=CS{RS||[1/(gm1+gmb1)](同 ?＝ 0時一樣 )，這是因為高頻時 CL減小了電路增益，減小了由 r0產(chǎn)生 的密勒效應(yīng)。故密勒定理這里不太好使。 CG 放大器的頻率響應(yīng)（ ?＝ 0） ? 輸入結(jié)點電容 CS=CGS1+CSB1 ? 輸出結(jié)點電容 CD=CDG+CDB ? τS=CSRSin=CS{RS||[1/(gm1+gmb1)] ? τD=CDRDin=CDRD ? A=(gm1+gmb1)RD/(1+(gm1+gmb1)RS) ? Vout(s)/Vin(s)=A/[(1+sτS)(1+sτD)] 那個是第一主極點？試比較一下 CS、 CD、 CG的極點大小關(guān)系（以電阻負載 RD為例），定性分析誰的帶寬最寬？誰的帶寬最窄。 ? 因 CGS在輸出于輸入結(jié)點之間 ， ?in無法 “ 目視 ”。 一般而言 ，若兩條通路到達輸出結(jié)點時信號極性相同且傳輸函數(shù)存在零點，則為左半平面零點；若兩條通路到達輸出結(jié)點時信號極性相反，則為右半平面零點。然而，在稍后的學(xué)習(xí)中我們會發(fā)現(xiàn)，運算放大器中通常都有一個高阻抗結(jié)點 (該結(jié)點的 Rout就是下級的 RS)， 利用密勒電容的倍增效應(yīng)對運放進行頻率補償就是在該高阻抗結(jié)點形成一個第一主極點，輸出結(jié)點的影響相對要小得多，而利用密勒定理簡化該該高祖抗結(jié)點的結(jié)果 (相當于 CS放大器中的 fPin)就相當精確了！ GDmzmGD2 πCgf . . .gsC ????? ? 1C(CRCR)CRg(1Rs)CCCCC(CRRs )Rg(sCVV D B )GDDGSSGDDmSDBGDSBGSGDGSDS2 DmGDi0 ???????? ??CS放大器簡化與精確分析的比較（ 3） 從上面的傳輸函數(shù)中我們發(fā)現(xiàn) CS放大器還存在一個零點，這在密勒簡化分析中是沒有的，這也是兩者間的最大區(qū)別。 )CCCCC(CR2 πR)C(CRCR)CRg(1RfDBGDDBGSGDGSDSDBGDDGSSGDDmSoutp, ???????CS放大器簡化與精確分析的比較（ 1） ? ?? ?)C(CR)CRg(1CR2π1fDBGDDGDDmGSSinp, ?????? ?GDDmGSSinp, )CRg(1C2 πR1f???精確分析推導(dǎo)結(jié)果 密勒簡化分析“目視”結(jié)果 比較上面兩式結(jié)果可見，它們唯一的差別在于精確分析推導(dǎo)結(jié)果中有 RD(CGD+CDB)項，在某些情況下，這一項可以忽略。 ? AV=gmRD 如果 MOS管所有寄生電容的大小具 有相同的數(shù)量級， RS與 RD也具有相同的數(shù)量 級 (或比 RD更大 )，則 τin τout , τout可以忽略， CS放大器表現(xiàn)為一單極點特性的放大器，則： ?f3dB =fPin=1/2πτin RS 很小時 (輸入近似為理想電壓源 )CS放大器帶寬 ?τout = RD(CGD+CDB) 。 ? τin=RS[CGS+CGD(1AV)] ? τout = RD(CGD+CDB) ?若 τin 和 τout相差較大 (10倍以上 )，則小的一個可以忽略 [即極點頻率 fP＝ 1/ ( 2?τ )較高 ] , 若 τin 和 τout相差接近，則兩個極點對頻率的貢獻均需考慮。 CS=CGS1+CSB1 CD=CDG1+CDB1 X i n Sm 1 m b 11R = R / / g + gY i n DR = R m 1 m b 1 DVm 1 m b 1 S( g + g ) RA = 1 + ( g + g ) R低頻增益為 : VX i n S Y i n DAA ( S ) = ( 1 + S R C ) ( 1 + S R C )故其傳輸函數(shù)為 : 極點與結(jié)點的關(guān)聯(lián)（ 5） ? ????????????????????????????mbmSSBGSpXgg1||RCC2π1f? ?? ?DDBGDpY RCC2π1f??VX i n S Y i n DAA ( S ) = ( 1 + S R C ) ( 1 + S R C )CS=CGS1+CSB1 CD=CDG1+CDB1 X i n Sm 1 m b 11R = R //g + gYin DR = R關(guān)于放大器高頻分析的說明 本章我們研究放大器的高頻特性，所謂“高頻”，這里主要是指在比低頻略高一些的頻率，這一頻率相當與波特圖中的第一轉(zhuǎn)折頻率（即第一主極點頻率，該頻率幾乎反映了放大器的單位增益帶寬），因此密勒定理中的 AV(f)可以用低頻增益 AV近似
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