清华大学：《模拟电子电路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 MOS模拟集成电路基础（6.1）MOS模拟集成基本单元电路

第6章MOS模拟集成电路基础 6.1MOS模拟集成基本单元电路 6.11MOS电流源 +V 1.镜像电流源 W2/L2)(1+vn2) (W1/L1)(1+vbst) 3 AE vps=vps W2/L2-=W,/LI 的情况下: Tz GS .图611MoS镜像电流源

第 6 章 MOS模拟集成电路基础 6.1 MOS模拟集成基本单元电路 6.1.1 MOS电流源 1. 镜像电流源 ( / )(1 ) ( / )(1 ) 1 1 1 2 2 2 DS DS o W L v W L v I   + + = 在 vDS1 ＝vDS2 W2 /L2=W1 /L1 的情况下： IO ＝IR

考虑vDs的差异,修正为: 1。=lR+ VOIR 输出电阻为:7=7s2

考虑 vDS的差异，修正为： R A DS o R I V v I = I + 输出电阻为： o ds2 r = r

2.比例电流源 2=2/L2 W1/L1 R o+V W/L 02 WL W T Tt T 图61.2MOS比例电流源

2. 比例电流源 o R I W L W L I 1 1 2 2 2 / / = o R I W L W L I 1 1 3 3 3 / / =

3.威尔逊电流源 R ≈ m'ds3) ds1 图61.3威尔逊电流源

3. 威尔逊电流源 o R I  I 3 1 ( ) o m ds ds r  g r r

4.改进型威尔逊电流源 +V 在开启电压Ⅴ:较大时, T2的VDs2大于T3的VDs=Vos ,会导致T2和T3的电流失配, 因此增加T4,如右图 TI TL 图615改进型威尔逊电流派 61.6(b)6.17(b)和6.1.8(b)

4. 改进型威尔逊电流源 在开启电压VGS(th)较大时， T2的VDS2大于T3的VDS3 ＝VGS3 ，会导致T2和T3的电流失配， 因此增加T4，如右图

6112MOS单级放大器 因MoS管的g低,一般采用有源负载,以增强型(E型)作放大管 和有源负载的电路称为E/E型,以E型管作为放大管,耗尽型 (D型)管作为有源负载称为ED型,以NMOS管和PMOS管组成的 互补放大器称为CMOS型 T T Irae Ca 0==po Ubol=0, h270, Ca=Cbd+Cp2+Cb+CL CL是负载电容 (b) 图616E/E型共派放大器 (a)电路;(b)小信号等效电路

6.1.2 MOS单级放大器 因MOS管的gm低，一般采用有源负载，以增强型（E型）作放大管 和有源负载的电路称为E/E型，以E型管作为放大管，耗尽型 （D型）管作为有源负载称为E/D型，以NMOS管和PMOS管组成的 互补放大器称为CMOS型

+ VoD T G C &mb gmI Ui Ubs1-U,Ubx2--Vot Ca=Cbdl+Cad2+Cb?+Ct (b) 图61.7E/D型共源放大器 (a)、电路;(b)小信号等效电路 E/D型共源放大器

E/D型共源放大器

+V T Gy D v Td Ca Vo v Cdi=CbdI+Crd2+Cber+ 图61.8CMOS共源放大器 (a)电路;(b)小信号等效电路 CMOS型共源放大器

CMOS型共源放大器

CMOS型共源放大器的大信号特性: T截止T2在可变电阻区 T1在恒流区 T2在可变电阻区 DD GS(h)P T1、T2均在恒流区 T1在可变电阻区 T2在恒流区 (1)K2X(4) (3) GS hN U 图6.19CMOs放大器大信号特性

CMOS型共源放大器的大信号特性：

CMOS型共源放大器的小信号特性: A(O=-gmiI ds l/ ds2 2Bn (1+Mps)ID adsl t g ds2 MID+n21, B D2 o lds Co=Cbd+Cad2+ CitC bd2 id 1 P

CMOS型共源放大器的小信号特性： AV (0)=-gm1r ds1//rds2 =－ 1 2 1 ds ds m g g g + D D n DS D I I V I 1 2 1 2 (1 )     + + ＝－ 2 1 2 1 . 2    + − D n I  r o= rds1//rds2 CO=Cbd1+Cgd2+Cbd2+Cgd1 ) 1 ( 1 1 (0) ( ) ( ) ( ) o o p p v i o v s r C A V s V s A s = + = =  