运放虚短的问题(GRAY书中的疑问)

又请论坛里的各位高手解答问题了，请麻烦看看。如图

是GRAY一书中的一个电路，这个一级运放有很高的增益，因为2个辅助放大器使M3A,M4A,M1A的漏极虚短约等于2个各自的偏置电压。但我不明白的是，虚短的条件不是要求放大器增益无限大吗?但下图是2辅助放大器的结构

，这一类的放大器的能产生的增益不是就1,2百多点吗?在这么低的增益下，怎么能它们的正负输入端虚短?可以请各位前辈给我解析一下吗?之前也遇到很多这样的问题了，谢谢

虚短虚断本身就是近似。实际中放大器增益没有无限大的。
一百多的放大倍数，在接上负反馈以后，两个输入端电压之差大概也就mV级。大概这里忽略了。

你的意思是：电路中的负反馈环路没画出来?

发现小编应该没有很好的立即虚短路的概念啊，在有一定增益放大器在负反馈中就几乎虚短路了，图2中的放大器如果是0.13um工艺下，用0.13um的管子，他的放大倍数大概是0.5*（gm*ro）*（gm*ro）=200以上。该放大器在图一中都是接成了负反馈的形式，自然可以认为虚短路了。
1V/200=5mv，如果正负端相差5mv，我们当然认为他们短路了

这是我仿真出来的结果

，输出是852m，输入电压差却有-（1.79-1.5）的电压差。但我明明仿真单一个A1的时候的放大倍数的确是达到200以上的啊，那为什么不能向上面你说的那样输入电压差很低?

估计是你Vbias2的值给的不合理哈

VBIAS2我一开始给的是1.5，刚刚仿真了一下，1.6会好点，但输入电压差还是有0.23多。

电源电压是3伏的

你这个仿真结果并不能说明虚短的概念不成立，因为现在你的OP的gain还不到10，虚短自然就不成立了，当gain>200时，在feedback情况下，两个input自然就基本上是相同的（当然也仅仅是基本上相同，不可能真正的一样），我觉得你现在还是看一下你的电路，是不是所有的mos都是在饱和区，不然gain不可能这么低

佩服小编求知的精神。
方便的话，小编试试看：VBias2=VDD-Von; 如果Von=0.2V，VBias2=2.8V；
M22不会工作在饱和区，而是线性电阻区；不过增益也应该够了。

谢谢楼上各位的解答，的确我仿真的时候负输入端的晶体管（NM5,NM6）是不饱和的，但我不明白的是，我单单仿真A1,A2的时候是全部晶体管都饱和的，但为什么接到总电路上就会出现不饱和呢?

2放大器输出接的是栅极，电阻应该是无限大的，不是不会影响到我接上去的A1吗?

这是我用DC分析画的图，X变量是VBIAS2（正输入端），Y变量就是负端了，在图上我基本找不到电压相同的那个点啊。其实我在想是我的长宽设置有问题。但最想知道的还是为什么本来仿真好的A1，接入一个输出是无限大的电路里后，增益倍数会下降了，我之前在做带隙基准源的时候也遇到这种情况了。请大家帮帮忙解答一下吧

上面的图不见了，补上

假设M4的漏电压定为2.8V，M4a的栅电压为1.9V，M22的栅2.8V, 漏1.9V，为了M22不工作在线性电阻区，M22，M21前面再加一级跟随器做电平移位，把M22的栅电压降下来，保证M22工作在饱和区。这时放大器同相反相电压差应该在十毫伏或更低。

再看看Gray的书，A1的M22会工作在线性区，因此加个电平移位电路，保证M22工作在饱和区。

所以现在这个才是我应该真正使用的A1?对吧?

还有我想知道，大神你是怎么看出如果单单按书上的电路连接，2个输入晶体管一定会是在线性区的呢?可以分析一下吗?

我看了一下我仿真的结果，跟你说假定的2.8和1.9相差的差值很相似（我的是2.3和1.3），你怎么分析的?太厉害了

大神是Gray；Gray的书上讲得很清楚了，俺就再转述一遍。M4作为电流镜的输出端口，为了保证摆幅，希望它的漏电压要高，又要工作在饱和区，一般Von=Vgs-Vth，取电源电压的5%（具体值和你的设计有关）；M4的漏电压是Vdd-Vonp，M4A也要工作在饱和区，其栅电压是Vdd-Vonp-Vonp-Vthp(P管阈值的绝对值)；这么看过去，M4A的源是M22的栅，M4A的栅是M22的漏；M4A要工作，其栅极电压比源极至少低一个阈值电压；意味着M22的漏比M22的栅低一个阈值电压，如果N管，P管的阈值电压绝对值基本相等，那么M22工作在线性电阻区。啰嗦这么多，画图把M22和M4A放一起就一望而知了。因此需要电平移位电路把M22的栅电压降下来，保证M22的饱和区工作。
3V的电源电压Von=3-2.3=0.7V， 太高了；Von取电源电压的5%左右吧。
仅供参考。

好的，谢谢，试过了，问题解决了！

都其实是大神，哈哈

东西感谢分享~