MOS放大电路2.ppt

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,场效应管与三极管混合放大电路,1.,静态分析,2.,动态分析,MOS,开关电容（,SC,）,结构：由,MOS,模拟开关,和,MOS,电容,组成。,功能：,在时钟信号的控制下，完成电荷的存储和转移。在集成电路中，,开关电容可以代替电阻,，因此又称为“,SC,等效电阻”。,分类：并联型、串联型。,MOS,模拟集成单元电路,MOS,电流源,MOS,有源负载,MOS,单级放大器,MOS,管有源负载,有源负载：,用于代替高阻值电阻的电流源,常用的有源负载：,单管增强型,单管耗尽型,电流镜电路,注：,在大规模电路中，衬底一般不与源极相接，因此必须考虑衬底对电路的影响，即所谓的衬调效应,衬底的跨导：,管子的跨导：,跨导比：,处理方法：,画交流等效电路时，衬底,B,接交流地,G,D,S,B,单管增强型有源负载,MOS,管有源负载,U,DD,U,O,r,o,G,D,B,S,U,O,r,o,g,ds,g,m,U,gs,g,mb,U,bs,由图可知：,r,O,=,U,O,I,O,=,U,O,g,ds,U,O,+,g,m,U,gs,g,mb,U,bs,+,而,U,gs,=,U,bs,=,U,O,r,O,=,1,g,ds,+,g,m,g,mb,+,I,O,用,D,与,S,间的动态电阻,代替大电阻,画交流通路,D G B,均接交流地,减小,g,mb,单管增强型有源负载,MOS,管有源负载,G,D,S,B,U,DD,U,O,r,o,G,D,B,S,U,O,r,o,g,ds,g,m,U,gs,g,mb,U,bs,I,O,r,O,=,1,g,ds,+,g,m,g,mb,+,r,O,1,g,m,g,mb,+,1,g,m,),(1+,=,g,mb,=,g,m,g,ds,g,m,和,g,mb,适量减小,g,m,r,o,增大,单管耗尽型有源负载,MOS,管有源负载,G,D,S,B,U,DD,U,O,r,o,D,B,G,S,U,O,r,o,g,ds,g,mb,U,bs,I,O,耗尽型：,U,gs,=0,I,D,=,I,dss,做有源负载时,G与S短接,用,D,与,S,间的动态电阻,代替大电阻,画交流通路,D B,均接交流地,G,与,S,相接,由图可知：,r,O,=,U,O,I,O,=,U,O,g,ds,U,O,+,g,mb,U,bs,而,U,bs,=,U,O,r,O,=,1,g,ds,g,mb,+,单管耗尽型有源负载,MOS,管有源负载,G,D,S,B,U,DD,U,O,r,o,D,B,G,S,U,O,r,o,g,ds,g,mb,U,bs,I,O,r,O,=,1,g,ds,g,mb,+,如,g,ds,g,mb,r,O,=,1,g,mb,耗尽型,MOS,管有源负载的电阻比增强型的要高,g,mb,R,L2,当两管,K,、,I,D,相等时,其中,MOS,单极放大器,E/E,型,NMOS,单极放大器,S,n1,S,n2,沟长比,如忽略衬稠效应,即,2,1,结论：,1.,电压增益主要有管子尺寸决定，,增加沟长比及减小,，增益将增高。,2.,由于不能无限增加沟长比，该放大器的,增益低,，约,510,倍。,MOS,单极放大器,E/E,型,NMOS,单极放大器,g,m1,U,gs1,I,O,D,1,r,ds1,R,L2,G,1,U,O,+,-,U,i,+,-,r,o,S,1,输入电阻：,N,1,的栅源绝缘电阻，很高，一般可达,10,10,。,输出电阻：,g,ds1,g,ds2,g,m2,g,mb2,MOS,单极放大器,E/E,型,NMOS,单极放大器,电压增益,输入电阻,很高，一般可达,10,10,。,输出电阻,2,R,L2,与,E/E,型比较,通常,2,1,2,0.1,由此可见：,A,UD,比,A,UE,大,一个数量级，约为几十倍。是主要的,NMOS,放大器。,MOS,单极放大器,E/E,型,NMOS,单极放大器,g,m1,U,gs1,I,O,D,1,r,ds1,R,L2,G,1,U,O,+,-,U,i,+,-,r,o,S,1,输入电阻：,N,1,的栅源绝缘电阻，很高，一般可达,10,10,。,输出电阻：,g,ds1,g,ds2,g,mb,g,ds,2.,单管耗尽型有源负载，它采用耗尽型,MOS,管组成。,等效交流电阻为：,r,o,=1/(,g,ds,+,g,mb,),小 结,小 结,MOS,集成电路中普遍采用有源负载共源放大电路，常用的有四种，即、,E,E,型，,E,D,型，,CMOS,型和,CMOS,互补形放大器。,1.E,E,型放大电路的放大管和有源负载管均采用增强型,MOS,管组成。,电压增益为：,A,UE,=-g,m1,(,r,ds1,/,R,L1,),如放大管和负载管的,I,D,和,K,一致，放大增益可表示为：,电压增益小，约为,510,倍。,小 结,2.E,D,型放大电路的放大管采用增强型和负载管均采用耗尽型,MOS,管组成。,电压增益为：,A,UD,=-,g,m1,(,r,ds1,/,R,L2,),A,UD,A,UE,/,2,2,=,g,m2,/,g,mb2,，,通常为0,.1,左右。,E,D,型的电压增益比,E/E,型大,10,倍到几十倍。,3.CMOS,有源负载放大电路是采用极性不同,（,N,沟或,P,沟道）的放大管和负载管组成。,电压增益为：,A,U,=-,g,m,/(,g,ds1,+,g,ds2,),其电压增益比,A,UD,和,A,UE,大，一般在几百倍。,小 结,4.CMOS,互补放大电路是采用极性不同的两只,MOS,管组成，而且互为放大管和负载管，使输出电流增加。,电压增益为：,A,U,=-2,g,m,/(,g,ds1,+,g,ds2,),其电压增益是,CMOS,放大电路的,2,倍，在四种,MOS,放大电路，电压增益最大。,重点难点,重点,：,常用,MOS,放大单元电路（,E/E,、,E/D,、,CMOS,、,CMOS,互补）的构成、特点及分析方法。,难点,：,MOS,放大单元电路的分析方法。,