《电子电路大全(PDF格式)》第102章

=
V g ＋g ＋g ＋g ＋G g ＋g ＋G 1＋g R　
in ds　1 ds　2 m1 mbs　1 L m1 mbs　1 L m1　L　
（2）输出阻抗
1　
R =　
out　
g　m1 ＋g　mbs　1 ＋g　ds　1 ＋g　ds　2　
对电流漏负载，Rout　=　830Ω。这个输出阻抗的数量级在一般MOSFET电路中已是足够　
小了，除非使用并联负反馈。
一般，g　s　1　大约为g　m1　的　1/10～1/5。而且，晶体管输出导纳g　ds　1　和　g　ds　2　应为体效应参　
数g　s　1　的　1/10。所以，可以看到体效应参数是引起增益小于　1　的主要误差源。还要注意：　
在低频下这一级完全是单边的。换句话说，没有信号从输出端流到输入端。
例：考虑如图所示的源极跟随器，其中，所有的晶体管W/L＝100um/1。6um。假设　
2 2 γ　=0。5V　1/　2　
unCox=90uA/V　，　upCox=30uA/V　， Ibias　＝100uA，　n ，
rds…n=＇8000L（um）＇/＇ID（mA）＇。这一级的增益是多少？
解：gm1　的值由下式得出
gm1＝＇2unCox（W/L）ID1＇1/2=1。06mA/V
同时
Rds1=　Rds2=8000*1。6/0。1=128kΩ
体效应参数方程，即
γg　m　
g　s　1　=　
2 V ＋　2φ　
SB F　
V　
为了计算这个参数，我们需要知道源极－主体电压　SB 。但是，这个电压要依赖应用　
V ≈2V　
情况，不能事先准确知道。这里我们假设使用的是　5V的电源， SB 。这在一定程度　
上有些武断，但是这是在没有更多细节的情况下能使用的最好方法。因此有
0。5g　m　
g　s　1　= =0。15g　m =0。16mA　/　V　
2 2　＋0。7　
所以有
V g 1。06　
out　= m1 = =0。86V　/　V　
V g ＋g ＋g ＋g 1。06　＋0。16　＋1/　128＋1/　128　
in ds　1 ds　2 m1 s　1　
46
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注意：正如前面提到的，这个结果小于　1　这么多主要是因为体效应参数　g　s 。如果没有　
体效应，增益应约为　0。99V/V。
（3）频率响应
（） （ ）　
V s g ＋sC　
out m1 1　
=　
（） （ ）　
V s g ＋g ＋g ＋g ＋G ＋s C ＋C　
in ds　1 ds　2 m1 mbs　1 L 1 2　
这儿
C1　=输入和输出端间电容＝CGS　1　
C2　=Cbs1 ＋Cbd　2　＋Cgd　2　（或Cgs　2　）　＋CL　
g　m1 g　m1 ＋GL　
z　= p ≈
C C ＋C　
1 和 1 2
6。3　HSPICE　仿真实例
（1）电路结构
（2）手算过程
如果　VDD　=　…VSS　=　2。5V，　Vout　=　0V，　W1/L1　=　10μm/1μm，　W2/L2　=　1μm/1μm，　
并且ID　=　500　μA，　那么对电流漏负载　（RL　=　无穷大）：
Vout/Vin=　0。869V/V，　如果忽略衬底效应，那么Vout/Vin=　0。963V/V
如果给定负载　RL　=　1000Ω：
Vout/Vin=　0。512V/V
（3）网表
EX6。1　source　follower
。option　post=2　numdgt=7　tnom=27
Vdd　1　0　dc　2。5
Vss　5　0　dc　…2。5
47
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Ibias　1　2　dc　500u
M3　2　2　5　5　nch　w=10u　l=1u
M2　3　2　5　5　nch　w=1u　l=1u
M1　1　4　3　3　nch　w=1u　l=1u
Vin　4　0　dc　1。22　ac　1
。op
。ac　dec　10　1k　1000MEG
。print　vdb（3）
。MODEL　nch　NMOS　VTO=0。7　KP=110U　GAMMA=0。4　LAMBDA=0。04　PHI=0。7
。MODEL　pch　PMOS　VTO=…0。7　KP=50U　GAMMA=0。57　LAMBDA=0。05　PHI=0。8
。end
（　
4　）仿真结果
48
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第　7　章　电流镜负载差分放大电路分析与设计
7。1　基本结构及分析
传统运算放大器的输入级一般都采用电流镜负载的差分对。如图　7…1　所示。NMOS器件　
I　
M1　和M2　作为差分对管，P沟道器件M4，M5　组成电流源负载。电流　0　提供差分放大器的工作　
电流。如果M4　和M5　相匹配，那么M1　电流的大小就决定了M4　电流的大小。这个电流将镜像　
V =V I　
到M5。如果　GS　1 GS　2　，则Ml和M2　的电流相同。这样由M5　通过M2　的电流将等于是　OUT 为　
V 》V I =I ＋I I I I　
零时M2　所需要的电流。如果　GS　1 GS　2　，由于　0 D1 D　2 ，　D　1　相对　D　2　要增加。　D　1　的　
I I V V I　
增加意味着　D　4　和　D　5　也增大。但是，当　GS　1　变的比　GS　2 大时，　D　2　应减小。因此要使电路　
I I I　
平衡，　OUT 必须为正。输出电流　OUT 等于差分对管的差值，其最大值为　0 。这样就使差　
V