模擬電路Gm-運(yùn)放增益計(jì)算分享-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2022-05-18
先來(lái)看一個(gè)golden rule：
“gate 和drain的變換方向相反”
“source 和drain的變換方向相同”
如果M1的gate是Vip，也就是Vi+，那到底哪個(gè)output是Vop哪個(gè)是Von呢？
根據(jù)上面的結(jié)論，M1的gate上，則drain下，X點(diǎn)下，左邊那個(gè)output node通過(guò)M3跟隨X的變換，也是下。所以，左邊那個(gè)output node是negative output node，也就是Von。
其實(shí)掌握最基本的公式，也就是gain=gm*Rout，就能快速的推導(dǎo)出運(yùn)放的增益。
有的管子尺寸大，W/L大，自然gm大；有的W/L小，自然gm小。
但是增益是個(gè)數(shù)字，是輸出的變換量除以輸入的變化量，不是gm。Gm的單位是西門子，是電阻的單位歐姆的倒數(shù)。
所以增益得計(jì)算上這個(gè)mos管負(fù)載的電阻大小，才能把它變成純數(shù)字。
Mos管本身有個(gè)output impedance，也就是所謂的intrinsic gain公式里面的那個(gè)東西。這個(gè)ro決定了這個(gè)mos管可以得到的最大增益。
最大的intrinsic gain只有當(dāng)Rload為無(wú)窮大的時(shí)候才能得到。當(dāng)然了，因?yàn)樽霾坏剑詉ntrinsic gain也只是個(gè)參考值。
因?yàn)橹挥休斎牍躨nput pair受到外界應(yīng)力的直接作用，所以一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)放的gm就是輸入管的gm。
但是算Rout的時(shí)候，我們就得仔細(xì)看看這個(gè)運(yùn)放的輸出端到底是個(gè)怎樣的結(jié)構(gòu)。
Output上下各是一個(gè)cascode。Cascode的等效電阻是gm*ro*ro。稍微精確一些，X和Y點(diǎn)向下看的等效電阻是M1和M5的并聯(lián)，以及M2和M6的并聯(lián)，這個(gè)并聯(lián)會(huì)讓往下看的等效電阻稍微變小一些。一般來(lái)說(shuō)，pmos那邊，就是上半部分的等效電阻會(huì)比較大。最終的輸出等效電阻其實(shí)是被下面的nmos那些給制約了。
以上是簡(jiǎn)單的單級(jí)運(yùn)放的增益計(jì)算。
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