CMOS设计手册—模拟篇

一、电流镜

1. 失配对电流镜的影响

   

• 阈值电压失配

  对于一个电流镜而言，阈值电压时确定其总体精度的关键因素。

假设阈值电压失配平均分布在M1和M2管上，那么：

• 跨导参数失配

  

• 共源共栅电流镜

  

\(I_o\)仍然是由M1和M2的栅源电压决定的，改变M3和M4只能改变M1/M2的漏源电压，影响漏极电流的匹配

直流工作

• 低压宽摆幅电流镜
• 

考虑阈值电压会随着器件的长度而显著变化，给出一种方法：把相同长度的MOS管串联并将栅极连接在一起，其特性与一个长度为所有MOSFET的长度之和的单个MOSFET特性相同，因为每个器件相同，所以阈值电压的变化不会影响偏置电流。

放大器

1.共源放大器

• 密勒定理

采用密勒定理会忽略一个零点。在高频处\(C_F\)将放大器的输入、输出短接，但是采用密勒定理以后没有将这一现象表征出来，不采用密勒定理，画出小信号图。

• 零极点对系统的影响

  

零点的幅值响应都是+20dB/10倍频，极点的幅值响应都是-20dB/10倍频。右零点、左极点的相位响应是-90°，左零点、右极点都是+90°

2. 源跟随器（共漏放大器）

源跟随器增益总是小于1，增益达到不了1的原因是体效应的限制。

3. 共栅放大器

A类放大器：所有器件同时工作，理想功率转换效率为12.5%

B类放大器：某个时间，单个器件可以工作

AB类放大器：某个时间可以单个或者多个器件工作，功率转换效率接近100%，典型值75%

差分放大器

• 最大最小共模输入电压

  

• 源端交叉耦合对

  再次强调，为了获得高速（大的电流驱动能力），同时具有低的静态功耗，可考虑AB类结构。源端交叉耦合对的优点是可消除压摆率限制，缺点是有限的输入范围，所以这种结构在实际电路中非常有用。源端交叉耦合对的差分放大器可以工作在AB类模式，同时具有较大的输出驱动电流。

电压带隙基准

带隙基准源是（BGR）由CTAT和PTAT构成的。

运算放大器

• 消除零点

动态模拟电路

• 电荷注入

  

• 容性馈通