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1、概述在單級放大器的低頻特性分析中，忽略了器件的負(fù)載電容。記入寄生電容后的分析結(jié)果復(fù)雜、不直觀?？刹捎靡恍┖喕娐方Y(jié)構(gòu)的方法。密勒效應(yīng)：將二端點(diǎn)X、Y之間的阻抗等效成二端點(diǎn)分別對地 的阻抗。流過Z的電流是則，有同樣的電流流過Z1：概述同樣的，流過Z2的電流為：1)密勒定理沒有指出怎樣的電路可以等效。因此，并不是所以電路都能用密勒定理等效。2)例：X和Y間只有一個通路的電路是不能等效的。2)在阻抗Z和主通路并聯(lián)的通常情況下，密勒定理是有效的。如圖，可以將輸入和輸出間的阻抗等效到輸入和輸出端進(jìn)行處理。概述密勒效應(yīng)：3)如果用密勒定理來獲得輸入輸出傳遞函數(shù)，則，4)不能用該定理來計(jì)算輸出阻抗。因?yàn)椋?

2、)求傳遞函數(shù)時(shí)，6)求輸出阻抗時(shí)，外加 7)二種情況下，得到的 可能是不同的。4)Av和頻率有關(guān)。5)在一般的應(yīng)用中，用低頻時(shí)的增益近似。概述極點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)：利用密勒定理，可以將每一結(jié)點(diǎn)的阻抗看成結(jié)點(diǎn)到地的總電容和總電阻。A1、A2是理想的，R1、R2是輸出電阻，Cin、CN是輸入電容，Cp是負(fù)載電容。是一種近似方法，沒有考慮零點(diǎn)。概述將放大器和輸出結(jié)點(diǎn)一起考慮：a)R、C電路b)跨導(dǎo)放大器和輸出負(fù)載c)主極點(diǎn)近似帶寬單位增益帶寬共源級電路結(jié)構(gòu)：CGS和CDB是接地電容。飽和時(shí)，CGD在柵極的密勒等效項(xiàng)：CGD使輸入電容增加，帶寬下降。共源級CGD在漏極的密勒等效項(xiàng)：近似公式是一個雙極點(diǎn)的函

3、數(shù)，希望是只有一個主極點(diǎn)。近似公式中沒有考慮零點(diǎn)。低頻增益近似。共源級等效電路：對X點(diǎn)：對Vout點(diǎn)：由上面二方程可得：共源級有二個極點(diǎn)，一個零點(diǎn)。是復(fù)雜的公式，其中對分母作適當(dāng)處理：假定：共源級低頻時(shí)，跨導(dǎo)還沒有下降，可忽略令:則當(dāng)頻率上升時(shí)，可考慮第二個極點(diǎn)。若 很大，共源級結(jié)論：當(dāng)輸入RC很大時(shí)，輸入極點(diǎn)是主極點(diǎn)，結(jié)果和近似公式相同。零點(diǎn)：直觀上，CGD 提供了一 條 從輸入到輸出的前饋通道。高頻時(shí)：流過M1和CGD的電流方向相同，大小相反。直觀上，左圖是共源級的頻率相應(yīng)曲線。共源級另一種近似方法：忽略輸入結(jié)點(diǎn)引入的極點(diǎn)（Rs=0），只考慮輸出極點(diǎn)，則是單級點(diǎn)函數(shù)。輸入電容是前級的負(fù)載電

4、容。共源級a)若 CL 是在輸出結(jié)點(diǎn)上看到的總電容。帶寬b)同樣可得零點(diǎn)c)單位增益帶寬共源級將結(jié)果推廣到MOS負(fù)載：帶寬：結(jié)論：共源級輸入阻抗：不再是無限大。輸入阻抗：不再是無限大。1)輸入阻抗是一個電容。2)高頻時(shí)，如圖共源級低頻時(shí)，s很小，3)若CGD很大，則零點(diǎn)不能忽略。前饋通路近似為短路源跟隨器源跟隨器作為輸出級（緩沖、電平移位）時(shí)，負(fù)載一般是電容。輸入可能是高增益級的輸出阻抗，但可以和輸入電容一起看作前級的輸出極點(diǎn)。X和Y之間的CGS使二極點(diǎn)的相互作用很大，二極點(diǎn)難以和結(jié)點(diǎn)對應(yīng)。因?yàn)椋篟s和CGS的值都很大，造成overshoot 和ringing。假定Rs=0，則忽略一個極點(diǎn)，頻

5、率特性是一個單極點(diǎn)函數(shù)。源跟隨器小信號分析：一個極點(diǎn)：一個零點(diǎn)：在左半平面。高頻時(shí)，通過CGS的直饋通路和通過M1的信號極性相同源跟隨器輸入阻抗：CGD是輸入到地的電容，可先忽略。求得的輸入阻抗和CGD并聯(lián)得到總的阻抗。高頻時(shí)：CGS和CL串聯(lián)，再和一個負(fù)阻串聯(lián)。源跟隨器輸出阻抗：在輸出結(jié)點(diǎn)并聯(lián)的元件有：忽略上述并聯(lián)項(xiàng)，忽略由小信號等效電路，得到：低頻時(shí)，高頻時(shí)，一般情況下，電路作為緩沖器，Rs很大，輸出阻抗隨頻率上升而增加。源跟隨器輸出阻抗的電感等效：輸出阻抗可寫為：若源跟隨器的前級輸出阻抗很大，則源跟隨器的輸出阻抗表現(xiàn)出電感現(xiàn)象。帶大電容負(fù)載時(shí)，階躍響應(yīng)為減幅震蕩。共柵級若忽略溝道長度調(diào)制

6、效應(yīng)，輸入輸出結(jié)點(diǎn)是“孤立”的，易達(dá)到寬帶。交流接地引入二個極點(diǎn)，沒有直饋通路，沒有零點(diǎn)共柵級若計(jì)入溝道長度調(diào)制效應(yīng)，輸入輸出結(jié)點(diǎn)不是“孤立”的。輸入阻抗與輸出結(jié)點(diǎn)有關(guān)，很難把極點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)對應(yīng)。例6.7 給出了傳遞函數(shù)和輸入阻抗的推導(dǎo)結(jié)果。輸入阻抗：當(dāng)CL或s很大時(shí)，輸入阻抗約為：輸出阻抗和共源共柵級相似，在下面討論。共源共柵級通過共柵器件M2抑制結(jié)點(diǎn)X的密勒效應(yīng)，提高帶寬。對M1而言，X點(diǎn)的負(fù)載電阻是，M1的輸入密勒項(xiàng)為：共源共柵級多了一個內(nèi)部結(jié)點(diǎn)X：輸出結(jié)點(diǎn)：有三個極點(diǎn)，其中 一般不考慮。設(shè)計(jì)時(shí) 選擇在高頻處。則：是主極點(diǎn)，傳輸函數(shù)是單極點(diǎn)函數(shù)。共源共柵級若RD由M3來代替，考慮 和 而因?yàn)?/p>

7、 X點(diǎn)的負(fù)載電阻 共源共柵級Afoutu若要滿足電路的相位補(bǔ)償條件，必須：調(diào)節(jié) 滿足電路的相位補(bǔ)償條件。共源共柵級的輸出阻抗忽略Cy和CGD1，則輸出阻抗相當(dāng)于源極負(fù)反饋的共源級的情況。有一個極點(diǎn)，對電流源的應(yīng)用有影響。差動對可分別討論差分信號和共模信號的頻率特性。對于雙端輸出的對稱差動對 可采用半邊電路等效，則頻率特性和共源級相同。例如:輸入結(jié)點(diǎn)有密勒項(xiàng)可以近似得到：共模頻率特性 如果只考慮 ，則可利用差分對公式 差動對a)一般要求M3在飽和區(qū)內(nèi)，I很大，VDS很小。即M3的寬長比很大，寄生電容 很大。b)代表輸出（差模）極點(diǎn)，代表P點(diǎn)（共模）極點(diǎn)。共模抑制比下降不明顯。差動對高阻抗負(fù)載的情

8、況對偏置點(diǎn)G，M3、M4將大小相等，方向相反的電流導(dǎo)入G，則G點(diǎn)可近似交流接地。負(fù)載電容是各管的漏級電容和柵漏交疊電容。上述公式可適用。很大，很大，則輸出極點(diǎn)是主極點(diǎn)。差動對CMOS差動對1)和雙端輸出（全對稱）的電路相比，引入了一個鏡像極點(diǎn)E。2)輸出極點(diǎn)差動對3)零點(diǎn)：電路從輸入到輸出有二個通道，引入了零點(diǎn)4)對通道M1、M3、M4:對通道M2:零點(diǎn)在左半平面。4)主極點(diǎn)近似例1：電流漏共源級的性能已知：W1=2 m,L1=1 m,W2=1 m,L2=1 m,VDD=5,VGG1=3 v,Cgd1=Cgd2 100fF,Cbd1=200fF,Cbd2=100fF,Cgs2=200fF,CL

9、=1pF。計(jì)算輸出擺幅和小信號性能。例2：CMOS差動對的性能已知：VDD=-VSS=2.5V,SR 10V/s(CL=5pF),Pdiss 1mW.f-3dB 100kHz(CL=5pF),Av=100V/V,-1.5VICMR2V 參數(shù)：KN=110A/V2,KP=50A/V2,VTN=0.7V,VTP=-0.7V,N=0.04V-1，P=0.05V-1.例2：CMOS差動對的性能1)由壓擺率SR 10V/s(CL=5pF),由功率2)考慮Rout 是否滿足帶寬。?。豪?：CMOS差動對的性能3)最大輸入共模電壓4)增益例2：CMOS差動對的性能5)最小輸入共模電壓6)選擇M5 很容易進(jìn)入線性區(qū)。