看模拟CMOS教材一个不太明白的地方,烦请指点一下

因为这个问题其实是书上的讲解有点点不太明白,比较基础的问题了,怕大家不耐烦看。
这个问题其实是书上的讲解有点点不太明白,比较基础的问题了。
计算小信号增益,书上用了2种思路。Vy=Vout。
第一种是Av=Gm*Rout的思路
。先计算Gm。X点看到的阻抗较小,所以摆幅较小。相较而言认为由X经ro1流到P的电流可以忽略,所以把P看作虚地。
这样一来,Ix=-gm12*Vin,即Gm=-gm。
计算Rout的时候,他是把下面的M1、M2等效成电阻2*ro12,然后注意到M4复制了M3的电流,计算Ix时这部分电流要 乘2。

Rout=Vx/Ix。
第二种是用代氏等效。

只看虚线部分,是完全对称的,所以可以运用半边电路的概念等效成电压源和电阻。
Veq=gm12*ro12*Vin,Req=2*ro12。
把从Vout流向Veq的电流记作I x,得到

书上说,这个电流中流过1/gm3的部分,以单位增益被镜像到 M4,所以

整理Vout/Vin就得到Av。
我有点点不理解的地方在于:
为什么在第一种方法里,M4复制的电流是整个流经ro3||(1/gm3)的电流。而到了第二种方法里,M4复制的电流只是流经ro3||(1/gm3)电流中(1/gm3)的那一部分?
M4复制的电流,实际上是指M4的受控源产生的电流(ro4的那部分另外计算),是由电压控制的。这个电压是由Ix流经并联电阻产生的,为什么要拆出1/gm3的单独一部分?
还有一个不理解的地方在于:
最后一个公式,是在Vout点应用电流守恒得到的。
这个地方的电流,包括M4受控源复制的电流(实际上按他所说,是流经1/gm3的电流),ro4产生的电流和Ix。
但是那个公式里面,只包含了流经1/gm3,1/gm4,ro4的电流,那流经ro3的电流那里去了呢?
基础问题,小弟不才,敬请指教。
没有图,看不到。
好了,我整理好了。
1/gm3要远远小于ro,流到ro中的小信号电流都被忽略了。
如果1/gm3远远小于ro,那为什么还要使用分流公式呢?
或者说,ro3/(1/gm3+ro3)近似于1,就不需要分流了嘛。
首先说明一下,你说“X点看到的阻抗较小,所以摆幅较小。相较而言认为由X经ro1流到P的电流可以忽略,所以把P看作虚地。”我觉得你对第一种方法把P看做虚地的理解不准确,应该是小信号分析中,ISS应该是短接地的,这是分析方法中这么要求的,并不是摆幅问题推理而得。
“X点看到的阻抗较小,所以摆幅较小。相较而言认为由X经ro1流到P的电流可以忽略,所以把P看作虚地。”
不是 说x点的阻抗小,所以摆幅小,应该是这里的M3是二极管连接,消耗了一个VG的电压,所以摆幅小。因为是差分输入,输入两端的电压时同幅反向的交流电压,所以在p点可以看成是交流虚地。M4复制的是M3中压控源部分的电流,不包括流过RO3的电流,否则的话,电流镜就成理想的了!电流镜只是VGS相等而已,VDS并不一定就相等。;;;;;如果1/gm3远远小于ro,那为什么还要使用分流公式呢?
或者说,ro3/(1/gm3+ro3)近似于1,就不需要分流了嘛。可以这样简化!^_^
拉扎維這人的方法就是這麼理論化,看的人都急死了。其實不如自己推一下。
boston 的方法比這個直觀一萬倍。
我也是正在看这个,这位兄台看的好仔细。个人看法拉扎维确实是没有对此详细的说明,不够清楚。
我的一点理解:
1).第一种方法里,原文:ID1=|ID3|=|ID4|是不够准确的,就是因为M4对M3镜像时,是由于VGS相同,受控电流原上产生的电流相同。真正的ID4的变化量应该是gm3,4*【gm1,2*Vin/2】(1/gm3 //ro3),但是ro3比较大,与1/gm3并联时可以忽略,所以前面这个等式应该是约等于ID4.我的建议是与其按书上的1/gm3与ro3并联分流来理解,还不如就用VGS3的改变量同时引起ID4电流变化来理解。
2).流经ro3的电流那里去了呢?这个问题问的非常好,我刚开始看的时候也是一头雾水,应该在5.30表达式左边添加V3/ro3这一项才对。是不是因为这项比较小,老拉忽略到了呢。我找了别的资料看了看,在一份课件里确实有V3/ro3这一项。所以我认为是老拉给忽略掉了。
以上纯属个人观点,不对地方,谢谢指正。
ro3较大,忽略了
书上的原文就是:
“由于在结点X所看到的阻抗相对较小,该点的摆幅也较小,由结点X经ro1流回到结点P的电流可以忽略不计,从而P点可以看成为虚地点”。
我的理解是,因为X点看到的小信号电阻小(也就是二极管连接的M3等效的电阻),所以当输入发生微变,两边的电流微变时,在X点产生的电压变化就小,这个电压变化就是他说的摆幅(第一幅图说了这个问题)。
你好哦,谢谢回复。
我觉得就应该是理解为,M4基于Vgs3的变化复制电流,而Vgs3的变化是基于小信号电流流经(1/gm3)||ro3产生的,所以不应该说M4镜像的电流只是流过1/gm3的那一部分,而应该是流经(1/gm3)||ro3的全部。
但第一种方法是复制全部,第二种只复制一部分,书上很明明白白写出来的,好像不是一种近似的计算。
大家看的真仔细啊我也得回去恶补下
我今天也是发现跟小编一样的问题,这问题很有意思,本来也想提问的,结果发现这里有,我就同问了吧,不懂的就是式5.30为什么右面等于的是-Vout/ro4,拉扎维说的很省略
9# YZX408
对于仁兄说的第二点,我想问是在哪个课件里面看到的?能否提供参阅一下,谢谢~
12# persempre
对于第二种方法,我的理解是,用小信号模型看的话,可以清楚看到,电流镜确实复制的只有流经1/gm3的一部分电流,而式5.30却在右边给出的是流经ro4的电流,这点就让我很不解,问一师兄,给的答案是M4此时G端相当于被1/gm3||ro3偏置,所以小信号下M4模型中的受控电流源置零,电流只流经ro4,但是以他的解释,我还是没有理解式5.30,求解……
- 妤傛ḿ楠囩亸鍕暥瀹搞儳鈻肩敮鍫濆悋閹存劕鐓跨拋顓熸殌缁嬪顨滅憗锟�
閸忋劍鏌熸担宥咁劅娑旂姴鐨犳0鎴滅瑩娑撴氨鐓$拠鍡礉閹绘劕宕岄惍鏂垮絺瀹搞儰缍旈懗钘夊閿涘苯濮幃銊ユ彥闁喐鍨氶梹澶歌礋娴兼ḿ顫呴惃鍕殸妫版垵浼愮粙瀣瑎...
- 娑擃厾楠囩亸鍕暥瀹搞儳鈻肩敮鍫濆悋閹存劕鐓跨拋顓熸殌缁嬪顨滅憗锟�
缁箖鈧拷30婢舵岸妫亸鍕暥閸╃顔勭拠鍓р柤閿涘奔绗撶€硅埖宸跨拠鎾呯礉閸斺晛顒熼崨妯烘彥闁喕鎻崚棰佺娑擃亜鎮庨弽鐓庣殸妫版垵浼愮粙瀣瑎閻ㄥ嫯顩﹀Ч锟�...
- Agilent ADS 閺佹瑥顒熼崺纭咁唲鐠囧墽鈻兼總妤勵棅
娑撴挸顔嶉幒鍫n嚦閿涘苯鍙忛棃銏n唹鐟欘枃DS閸氬嫮顫掗崝鐔诲厴閸滃苯浼愮粙瀣安閻㈩煉绱遍崝鈺傚亶閻€劍娓堕惌顓犳畱閺冨爼妫跨€涳缚绱癆DS...
- HFSS鐎涳缚绡勯崺纭咁唲鐠囧墽鈻兼總妤勵棅
鐠у嫭绻佹稉鎾愁啀閹哄牐顕抽敍灞藉弿闂堛垼顔夐幒鍦欶SS閻ㄥ嫬濮涢懗钘夋嫲鎼存梻鏁ら敍灞藉簻閸斺晜鍋嶉崗銊╂桨缁崵绮洪崷鏉款劅娑旂姵甯夐幓顡嶧SS...
- CST瀵邦喗灏濆銉ょ稊鐎广倕鐓跨拋顓熸殌缁嬪顨滅憗锟�
閺夊孩妲戝ú瀣╁瘜鐠佽绱濋崗銊╂桨鐠佸弶宸緾ST閸氬嫰銆嶉崝鐔诲厴閸滃苯浼愮粙瀣安閻㈩煉绱濋崝鈺傚亶韫囶偊鈧喕鍤滅€涳附甯夐幓顡塖T鐠佹崘顓告惔鏃傛暏...
- 鐏忓嫰顣堕崺铏诡攨閸╃顔勭拠鍓р柤
娑撳洣绗€妤傛ɑ銈奸獮鍐叉勾鐠у嚖绱濇潻娆庣昂鐠囧墽鈻兼稉杞扮稑閸︺劌鐨犳0鎴炲Η閺堫垶顣崺鐔枫亣鐏炴洘瀚甸懘姘剧礉閹垫挷绗呴崸姘杽閻ㄥ嫪绗撴稉姘唨绾偓...
- 瀵邦喗灏濈亸鍕暥濞村鍣洪幙宥勭稊閸╃顔勭拠鍓р柤閸氬牓娉�
鐠愵厺鎷遍崥鍫ユ肠閺囨潙鐤勯幆鐙呯礉缂冩垵鍨庨妴渚€顣剁拫鍙樺崕閵嗕胶銇氬▔銏犳珤閵嗕椒淇婇崣閿嬬爱閿涘本鍨滅憰浣圭壉閺嶉绨块柅锟�...




