模电-第五章-MOS模拟集成电路的基本单元.ppt

3. 威尔逊电流源有源负载（续） Io D1 G2 S1 S3 gds1 gm1Ugs1 gm2Ugs2 gmbUbs2 Ugs2 Ugs3 Uo Uds2 G1 G3 S2 D3 Uds3 1/gds3 rds2 1/gm3 Uds1 由图可列出方程 Uds1= - gm1Ugs1rds1 rO= UO IO Uo=Uds2+Uds3 Uds1=Ugs2+Uds3 Uds3=Ugs3=Ugs1= Io gm3+gds3 Uds1= - gm1Ugs1rds1 Uo=Uds2+Uds3 Uds1=Ugs2+Uds3 Uds3=Ugs3=Ugs1= Io gm3+gds3 3.威尔逊电流源有源负载（续） gmgmbgds gm1=gm2=gm3 1/gm较小 ro≈gm1 rds1 rds2 =AU1rds2 AU11 威尔逊电流源做有源负载可得到高阻抗，高达几十兆欧姆。 N1 N2 五、MOS管电流源 1.MOS电流镜（基本电流源） UDD 由两个几何尺寸相同的MOS管组成 IR Io IG Id1 基准管 输出管 N1管的漏电流: N2管的漏电流: ∵ IG=0 ∴Id1=IR， Id2=IO IO = IR 两沟道宽长比相同 N1 N2 UDD IR Io IG Id1 1. MOS电流镜（续） N1--基准管 固定基准电流IR N2--输出管 输出电流IO IO = IR 理想电流源: 内阻Ri=∞ 而N2的输出电阻rds2为有限值 该电流源不是理想电流源 其输出电流只是一个近似恒定值，即存在一个误差项, 误差越小，电流源越接近理想电流源。 误差项 2.威尔逊电流源 N2 N3 N1 Io IR UO ro 减小误差项，提高精度。 由于 即误差大为减小 3.几何比电流源 N1 NR IR IO1 N2 IO2 NR、N1、N2的几何尺寸不同 设三个管子的沟长比分别为： SNR，SN1，SN2 仿前面电流镜推导，可得： 由于输出电流与管子的几何尺寸成比例，改变沟长比，可得到与IR成任何比例关系的电流源。 常 用 的 电 路 形 式 六、MOS单级放大电路 E/E型NMOS单级放大器 E/D型NMOS单级放大器 CMOS单级放大器 推挽式CMOS单级放大器 耗尽型MOS管，简称D管。 复习：增强型MOS管，简称E管。 CMOS管概念: 一个NMOS管和一个PMOS管构成的电路。 1. E/E型NMOS单级放大器 N2 N1 UDD UO + - Ui + - gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui + - ro S1 RL2 放大管及有源负载均为 增强型NMOS管 E/E型便由此得名 电压增益 1. E/E型NMOS单级放大器（续） 通常rds1RL2 当两管K’、ID相等时 其中 MOS单极放大器 Sn1Sn2—沟长比 如忽略衬调效应 即?21 2.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。 结论： 1.由于不能无限增加沟长比，该放大器的增益低，约5~10倍。 1. E/E型NMOS单级放大器（续） gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui + - ro S1 输入电阻： N1的栅源绝缘电阻，很高，一般可达1010?。 输出电阻： gds1, gds2gm2, gmb2 1. E/E型NMOS单级放大器（续） 电压增益 输入电阻 很高，一般可达1010?。 输出电阻 ?21时 E/E型NMOS单级放大器总结： N2 2. E/D型NMOS单级放大器 N1 UDD UO + - Ui + - gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui + - ro S1 放大管为增强型NMOS管 负载管为耗尽型（称D管） E/D型便由此得名 电压增益 RL2 2.E/D型NMOS单级放大器（续） 通常rds1RL2 与E/E型比较 通常?21 ?2≈0.1 由此可见：AUD比AUE大一个数量级，约为几十倍，是主要的NMOS放大器。 2. E/D型NMOS单级放大器（续） gm1Ugs1 IO D1 rds1 RL2 G1 UO + - Ui + - ro S1 输入电阻： N1的栅源绝缘电阻，很高，一般可达1010?。 输出电阻： gds1, gds2gmb2 六、MOS单极放大器 电压增益 输入电阻 很高，一般可达1010?。 输出电阻 电压增益约为几十倍，是主要的NMOS放大器。 E/D型NMOS单级放大器小结： 六、MOS单极放大器 3. CMOS有源负载放大器 G1 D1 S1 S2 D2 G2 - USS UDD Ui UO EG gm1Ugs1 IO D1D2 rds1 rds2 G1 UO + - Ui +