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  • 模擬電路Gm-運(yùn)放增益計(jì)算介紹
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-11-25 21:28:45
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    模擬電路Gm-運(yùn)放增益計(jì)算介紹
    先來(lái)看一個(gè)golden rule:
    Gm 運(yùn)放 增益
    “gate 和drain的變換方向相反”
    “source 和drain的變換方向相同”
    Gm 運(yùn)放 增益
    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。
    如何快速的計(jì)算運(yùn)放增益?
    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(mén)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。
    Gm 運(yùn)放 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)。
    Gm 運(yùn)放 增益
    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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