《电子电路大全(PDF格式)》第128章

7 R9 R9　（gds　2 ＋gds　5　） 2（1＋k　）　
2＇ ＋（r &r ）＇ 2＇1＋ ＇　
ds　2 ds5　
gm　7rds gm　7rds　7 （13…5）
式中低频不平衡因子k定义为：
130
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R （g ＋g ）　
9 ds　2 ds　5　
k　=　
g　m　7rds　7 （13…6）
v i i R　
k的典型值大于　1，输出电压 out 等于 7 与　1　0　之和流过 II　，因而，
vout gm1 gm　2 2　＋k　
=（ ＋ ）RII　=（ ）gm　1RII　
2 2（1 ） 2 2　
v ＋k ＋　k　
in （13…7）
R　
式中的输出电阻 II　为：
R ≈g r r &＇g r （r &r ）＇　
II m　9　ds　9　ds11　m　7　ds　7　ds　2　ds　5 （13…8）
图　13…1　折叠共源共栅运算放大器的频率响应主要由输出极点确定，输出极点为：
…1　
p　out　=　
R C　
II　out （13…9）
C　
式中， out 是从运算放大器的输出节点到地的所有电容。输出极点成为主极点取决　
于没有其他小于GB值的极点，GB值等于式（13…7）和（13…9）的乘积。非主极点在M6、M8、M10　
和M11　的漏极节点A和B。
我们应该注意到，折叠共源共栅电路在差分放大器中不要求准确的电流平衡，因为额　
外的电流可以流出或流进电流镜。因为M1　和M2　的漏极连接到M4　和M5　的漏极，因此可以获　
得正输入共模电压。应该设置折叠共源共栅运算放大器的偏置电流I4，I3　和I5，不至于使　
共源共栅电流镜的直流电流为零。如果电流为零，就会导致使重新导通有个时延，因为寄　
生电容必须被充电。例如，设vin足够大，从而使M1　导通，M2　截至，那么所有的I3　电流流　
过M1　不流过M2，结果I1=I3，I2=0。如果I4　和I5　小于I3，那么I6　将会是零。为了避免这种　
情况，I4　和I5　的值通常设在I3　和　2I3　之间。不过这种折叠结构，功耗会较大，折叠点处　
寄生电容高等缺点。
13。3　折叠共源共栅运算放大器的设计方法
表　13…1　本次设计给定的设计指标要求
性能参数 要求 性能参数 要求
相位裕度 》60　度 负载电容 10PF
开环增益（低　
5000V/V 共模输入范围 …1。5V～2。5V
频）
Vdd　＝　…Vss　＝　
输出电压 …2V～2V 电源电压
2。5V
131
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压摆率 》10V/us 直流功耗 10MHz 输出信号 单端输出
表　11…2　折叠共源共栅运算放大器相关指标的计算步骤
步骤 关系/要求 设计公式/约束条件 注释
1 摆率 I　3　=SR　*CL —
输出共源共　
避免共源共栅的　
2 栅的偏置电 I　4　=I5　=1。2I3 ~1。5I3
零电流
流
V （饱和）=
2I 2I SD　5　
S = 5 S　= 7
5 " 2 7 " 2　
最大输出电 K V K V　
P SD　5 P SD　7 V （饱和）=
SD　7　
3 压　vout （最 假设　S =S =S 及
4 14 5 V …V　
大） DD out　max　
2　
S =S =S
13 6 7　
2I　
11　
S =
11 " 2　
K V　
N SD　11 V （饱和）=
SD　9　
最小输出电　
2I　
S9 =　" 92 V （饱和）=
SD　11　
4 压　v （最 K V　
out N SD　9　
小） V …｜　V ｜　
假设　S =S 及 out　min SS　
10 11