MOS模擬集成電路的基本單元電路

1、 第四章第四章 MOSMOS模擬集成電路的基本單元電路模擬集成電路的基本單元電路 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn) MOS單級(jí)放大電路單級(jí)放大電路 MOS功率輸出單元電路功率輸出單元電路MOS開關(guān)電容電路開關(guān)電容電路 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的模場(chǎng)效應(yīng)管的模型型 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的三種基本放大電路場(chǎng)效應(yīng)管的三種基本放大電路 MOS管有源負(fù)載管有源負(fù)載 MOS管電流源管電流源 MOS管差分放大電路管差分放大電路 第一節(jié)第一節(jié) MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)（1）MOS場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件；場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件；iD受受uGS的控制。的控制。（2）MOS場(chǎng)效應(yīng)管是單極型器件，溫度穩(wěn)定性

2、好場(chǎng)效應(yīng)管是單極型器件，溫度穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)。，抗輻射能力強(qiáng)。（3）輸入電阻極高，一般高達(dá)輸入電阻極高，一般高達(dá)109 1012 。（4）MOS場(chǎng)效應(yīng)管所占芯片面積小、功耗很小，場(chǎng)效應(yīng)管所占芯片面積小、功耗很小，且制造工藝簡單，因此便于集成。且制造工藝簡單，因此便于集成。（5）因）因MOS場(chǎng)效應(yīng)管既有場(chǎng)效應(yīng)管既有N溝道和溝道和P溝道器件之分溝道器件之分，又有增強(qiáng)型和耗盡型之別，它們對(duì)偏壓極性有不同，又有增強(qiáng)型和耗盡型之別，它們對(duì)偏壓極性有不同要求。要求。（6）MOS場(chǎng)效應(yīng)管跨導(dǎo)場(chǎng)效應(yīng)管跨導(dǎo)gm較低（約為雙極型晶體較低（約為雙極型晶體管的管的1/40），所以為了提高增益，減小芯片面積，常）

3、，所以為了提高增益，減小芯片面積，常采用有源負(fù)載。采用有源負(fù)載。（7）MOS場(chǎng)效應(yīng)管存在背柵效應(yīng)（也稱襯調(diào)效應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)管存在背柵效應(yīng)（也稱襯調(diào)效應(yīng)），為了減小柵源電壓對(duì)漏極電流的影響，要保證），為了減小柵源電壓對(duì)漏極電流的影響，要保證襯底與溝道間的襯底與溝道間的PN結(jié)始終處于反偏。結(jié)始終處于反偏。（8） MOS場(chǎng)效應(yīng)管的不足之處場(chǎng)效應(yīng)管的不足之處除了跨導(dǎo)除了跨導(dǎo)gm較低以較低以外，還有其工藝一致性較差、輸入失調(diào)電壓大、工外，還有其工藝一致性較差、輸入失調(diào)電壓大、工作頻率偏低，低頻噪聲較大等。作頻率偏低，低頻噪聲較大等。MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn) 第二節(jié)第二節(jié) MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管的

4、模型場(chǎng)效應(yīng)管的模型1.1.簡化的低頻交流小信號(hào)模型簡化的低頻交流小信號(hào)模型簡化的低頻小信號(hào)模型簡化的低頻小信號(hào)模型（ duBS=0） Id G D gmUgs S UdS + + rds Ugs ),(dsgsduufi 求全微分得求全微分得dsdsdgsgsddduuiduuidi正弦信號(hào)下正弦信號(hào)下dsdsgsmdUrUgI1 考慮到考慮到MOS管的輸入電阻極高，管的輸入電阻極高，(RGS可認(rèn)為無窮大）?？烧J(rèn)為無窮大）。若源、襯極相連，若源、襯極相連，uBS=0,則則可得簡化的低頻小信號(hào)模型可得簡化的低頻小信號(hào)模型如圖如圖UgsUdsId+- 第二節(jié)第二節(jié) MOSMOS場(chǎng)效應(yīng)管的模型場(chǎng)效應(yīng)

5、管的模型2.2.高頻交流小信號(hào)模型高頻交流小信號(hào)模型MOS管完整的交流小信號(hào)模型如圖管完整的交流小信號(hào)模型如圖 G D B Ugs Cgs Cbs gmUgs Cgd gmbUbs Cbd Cgb S UbS + + rds 完整的交流小信號(hào)模型模型 G D S Ugs Cgs+ Cgb Cds= Cbd gmUgs Cgd UdS + + rds 如果如果MOS管的源極與襯底相連，管的源極與襯底相連，uBS=0,則它的高頻小信號(hào)模型可以則它的高頻小信號(hào)模型可以簡化，其簡化模型如圖所示。簡化，其簡化模型如圖所示。 簡化高頻小信號(hào)模型簡化高頻小信號(hào)模型 低頻情況下，極間電容均可視低頻情況下，極間

6、電容均可視為開路，于是也可得到簡化低頻小為開路，于是也可得到簡化低頻小信號(hào)模型信號(hào)模型 Id G D gmUgs S UdS + + rds Ugs 一一 場(chǎng)效應(yīng)管的偏置電路場(chǎng)效應(yīng)管的偏置電路（一）（一）自給偏置電路自給偏置電路(1) UGS = 0時(shí)時(shí), IS = IDRS兩端電壓為：兩端電壓為：US = IS RS(2) 由于由于 IG=0; UG =0: UGS = -IS RS = -ID RS 由此構(gòu)成直流偏壓，稱為由此構(gòu)成直流偏壓，稱為自給偏壓方式自給偏壓方式。這種偏壓方式只適這種偏壓方式只適合耗盡型合耗盡型FET。1.基本型自給偏置電路基本型自給偏置電路基本型自給偏置電路基本型自

7、給偏置電路第三節(jié)第三節(jié) 場(chǎng)效應(yīng)管的基本放大電路場(chǎng)效應(yīng)管的基本放大電路2 2. .改進(jìn)型自給偏置電路改進(jìn)型自給偏置電路上述電路中上述電路中RS起直流反饋?zhàn)饔闷鹬绷鞣答佔(zhàn)饔?，RS大，大，Q穩(wěn)定；穩(wěn)定； 但但RS大大Q點(diǎn)低。點(diǎn)低。問題：問題：Q點(diǎn)低不僅使點(diǎn)低不僅使A ，且由于接近夾斷，非線性失真加大。，且由于接近夾斷，非線性失真加大。(1) 由由R1 、 R2分壓，給分壓，給RG一個(gè)固定偏壓。一個(gè)固定偏壓。RG很大以減小對(duì)輸入電阻的影響。很大以減小對(duì)輸入電阻的影響。(2) 對(duì)于耗盡型對(duì)于耗盡型FET： UGS = UDDR2 /(R1 + R2) -ID RS 此時(shí)：此時(shí)： RS大大Q點(diǎn)不會(huì)低點(diǎn)不會(huì)

8、低。顯然對(duì)于顯然對(duì)于JFET,當(dāng)當(dāng)|US | |UG|時(shí)，放大器才具有正確的偏壓。時(shí)，放大器才具有正確的偏壓。改進(jìn)型自給偏置電路改進(jìn)型自給偏置電路ID= IDSS1(UGS /UGS.off)2（二）外加偏置電路（二）外加偏置電路外加偏置電路外加偏置電路對(duì)增強(qiáng)型對(duì)增強(qiáng)型MOSFET: UGS = 0時(shí)，時(shí)， ID =0，必須靠外加偏壓，必須靠外加偏壓(1) 外加偏壓外加偏壓UGS = UDDR2 /(R1 + R2)RG很大以減小對(duì)輸入很大以減小對(duì)輸入電阻的影響。電阻的影響。(2) 改進(jìn)型外加偏壓：改進(jìn)型外加偏壓：UGS = UDDR2 /(R1 + R2) -ID RS對(duì)增強(qiáng)型對(duì)增強(qiáng)型MOS

9、FET,須保證須保證|UG | |US|時(shí)，放大器才具有正確時(shí)，放大器才具有正確的偏壓。的偏壓。UG=UDDR2/(R1+R2)UGS= UGUS= UGIDRS ID= IDSS1(UGS /UGS.off)2 UDS= UDDID(Rd+RS) 共源基本放大共源基本放大 電路的直流通道電路的直流通道根據(jù)圖可寫出下列方程：根據(jù)圖可寫出下列方程：由上式可以解出由上式可以解出UGSQ、IDQ和和UDSQ。二、三種基本放大電路二、三種基本放大電路（一）共源組態(tài)基本放大器（一）共源組態(tài)基本放大器(1)(1)直流分析直流分析電壓增益為電壓增益為1.未接未接CS時(shí)時(shí):等效電路如圖等效電路如圖:一般一般

10、rds RD RL RS;rds可忽略?？珊雎?。;1smLmsgsmgsLgsmioURgRgRUgURUgUUA（一）（一） 共源組態(tài)基本放大器共源組態(tài)基本放大器二、三種基本放大電路二、三種基本放大電路rdsRDRLR2R1RGgmUgsRsUgsUiUoRiRo+-RL=RD/RL放大器的輸入電阻為放大器的輸入電阻為放大器的輸出電阻為放大器的輸出電阻為Ri=RG+(R1/ R2) RGRo = RD/rds RD2 . 接入接入CS時(shí)時(shí):AU - gm RLRi=RG+(R1/ R2) RGRo =RD / rds RDrdsRDRLR2R1RGgmUgsUgsUiUoRiRo+-rdsR

11、DRLR2R1RGgmUgsRsUgsUiUoRiRo+-共漏放大器電路共漏放大器電路電壓增益為電壓增益為其等效電路如圖其等效電路如圖:1LgsmgsLgsmioURUgURUgUUA（二）（二） 共漏組態(tài)基本放大器共漏組態(tài)基本放大器共漏放大器電路如圖共漏放大器電路如圖:Ri= RG輸入電阻為輸入電阻為式中式中:RL=rds/Rs / RL Rs / RL T RG Rs RL C1 C2 Ui Uo UDD + + RG rds RL Ui Uo + + gmUgs Rs Ugs + Ri Ro 交流等效電路交流等效電路求輸出電阻求輸出電阻1.求輸出電阻的等效電路如圖所示求輸出電阻的等效電路

12、如圖所示2.求輸出電阻求輸出電阻:Ugs= - UotIot= Uot /Rs- gm Ugs = Uot (1/ Rs + gm)根據(jù)輸出電阻的定義：根據(jù)輸出電阻的定義：Ro = Uot / Iot =1 / (1/ Rs + gm)= Rs / （1/ gm ）與射極輸出器類似與射極輸出器類似:輸出阻抗低輸出阻抗低電壓增益近似為電壓增益近似為1（二）（二） 共漏組態(tài)基本放大器共漏組態(tài)基本放大器 Uot + gmUgs Rs Ugs + Ro Iot （三）（三） 共柵組態(tài)基本放大器共柵組態(tài)基本放大器其等效電路如圖其等效電路如圖:共柵放大器電路如圖共柵放大器電路如圖:與共基放大器類似與共基放

13、大器類似:輸入阻抗低輸入阻抗低輸出阻抗高輸出阻抗高電壓增益高電壓增益高共柵放大器共柵放大器典型電路典型電路所以，電壓增益為所以，電壓增益為:idsmiUrgU 式中式中:RL=RD / RL共柵放大器共柵放大器等效等效電路電路:LmULdsRgARr則時(shí)當(dāng)由電路方程：由電路方程：oLdURI)1 (LdsLdsmioURrRrgUUA T US + Rs R1 RD RL C2 C1 Uo + UDD US + Rs R1 rds RL Uo + -gmUgs= gmUi US + Rs R1 rds RL Uo + gm rds Ui + Ri Ri Id ) (LdsdRrI輸入電阻為輸入

14、電阻為:Ri= Ui / Id 1/ gm當(dāng)當(dāng)rds RL , gm rds 1時(shí)：時(shí)：所以：所以：Ri R1 /（1/ gm）輸出電阻為輸出電阻為:Ro rds/RD RD由) (LdsdidsmiRrIUrgU US + Rs R1 rds RL Uo + gm rds Ui + Ri Ri Id RD RoMOSMOS管三種組態(tài)基本放大電路的基本特性管三種組態(tài)基本放大電路的基本特性ioUUUA)/(LdsDLLmRrRRRg)/(1LdssLLmLmRrRRRgRg)/(/ 1)/1(LdsDLdsLLdsmRrRRrRRrgmg/1dsDrR/dssmrRg/1dsDrR/電路組態(tài)共源

15、（CS）共漏(CD)共柵(CG)電壓增益輸入電阻Ri很高很高輸出電阻Ro基本特點(diǎn)電壓增益高,輸入輸出電壓反相,輸入電阻高,輸出電阻主要取決于RD。電壓增益小于1,但接近于1,輸入輸出電壓同相,輸入電阻高,輸出電阻低。電壓增益高,輸入輸出電壓同相,輸入電阻低,輸出電阻主要取決于RD。性能特點(diǎn)（一）增強(qiáng)型（單管）有源負(fù)載（一）增強(qiáng)型（單管）有源負(fù)載將將D、G短接（短接（N溝道），電路如圖：溝道），電路如圖：R0R0等效電路如圖：等效電路如圖：00000UgUgUgUIUdSbSmbGSmRmmbmdSmbmgggggg1111顯然：適當(dāng)減小顯然：適當(dāng)減小gm(或或 ) 可提高可提高R0 。第四節(jié)

16、MOS管恒流源負(fù)載 D UDD G S B gds gmUGS gmbUBS D G S B Uo + Io （二）耗盡型（二）耗盡型 （單管）有源負(fù)載：（單管）有源負(fù)載：將將G、S短接（短接（n溝道），電路如圖溝道），電路如圖:R0R0等效電路如圖等效電路如圖00000UgUgUIUdSbSmbRmbdSmbggg11顯然，與增強(qiáng)型顯然，與增強(qiáng)型MOS有源負(fù)載有源負(fù)載相比，它具有更高的相比，它具有更高的R0G,S間間電壓為電壓為 0此時(shí)此時(shí)G,S間間沒有電流源沒有電流源 gds gmbUbs D G S B Uo + Io 第五節(jié) MOS管電流源一、一、MOS 電流源電流源（一）、（一）、

17、MOS鏡像電流源（電路如圖）鏡像電流源（電路如圖）T1、T2均工作在恒流區(qū)均工作在恒流區(qū)22,22222thGSGSLWCDUUIoxn21,12111thGSGSLWCDUUIoxn T1 T2 IG UDD Io IR 若若T1、T2結(jié)構(gòu)對(duì)稱：結(jié)構(gòu)對(duì)稱：則溝道的寬長比則溝道的寬長比=1。得：得： Io=IR 成鏡像關(guān)系成鏡像關(guān)系因?yàn)橐驗(yàn)閁GS1=UGS2, UGS,th1=UGS,th2, IG=0所以所以 T1 T2 IG UDD Io IR 2211021LWLWRDDIIII （二）、具有多路輸出的幾何比例電流源（二）、具有多路輸出的幾何比例電流源若若T1、T2結(jié)構(gòu)不對(duì)稱：結(jié)構(gòu)不對(duì)稱

18、：則則I02與與IR成比例，比例系數(shù)成比例，比例系數(shù)為溝道的寬長比之比。為溝道的寬長比之比。設(shè)設(shè)T1、T2、T3管的溝道寬長管的溝道寬長比分別為比分別為ST1、ST2、ST3，則有則有:RSSIITRT202RSSIITRT303（電路如圖）（電路如圖） 由（一）可知由（一）可知: TR T1 T2 IR Io1 Io2 同時(shí)也有同時(shí)也有020323IITTSS第六節(jié) MOSMOS單級(jí)放大電路單級(jí)放大電路有源負(fù)載的共源有源負(fù)載的共源MOS放大器常見的電路形式有：放大器常見的電路形式有：1.E/E型型NMOS放大器放大器：放大管和負(fù)載管均為放大管和負(fù)載管均為N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型 （E型）的共源

19、放大器。型）的共源放大器。2. E/D型型NMOS放大器放大器：放大管用增強(qiáng)型（放大管用增強(qiáng)型（E型）型） ，負(fù)載管，負(fù)載管 用耗盡型（用耗盡型（D型），兩管均為型），兩管均為N溝的共源放大器。溝的共源放大器。3.CMOS有源負(fù)載放大器：有源負(fù)載放大器：是由增強(qiáng)型是由增強(qiáng)型NMOS管（放大），和管（放大），和 增強(qiáng)型增強(qiáng)型PMOS （有源負(fù)載）組成的放大器。（有源負(fù)載）組成的放大器。4. CMOS互補(bǔ)放大電路互補(bǔ)放大電路：采用極性不同（采用極性不同（P、N溝道）的兩只溝道）的兩只MOS管構(gòu)成互補(bǔ)電路。管構(gòu)成互補(bǔ)電路。（一）、E/E型NMOSMOS放大器放大器電路如圖電路如圖 ：（：（T1為放大

20、管為放大管,T2為負(fù)載管）為負(fù)載管）（RO2=1/(gm2+gmb2)為為T2管的等效電管的等效電阻阻）。）。電壓增益電壓增益:21221121mmmbmmgggggOmUERgA21211TTSS此時(shí)襯底接地此時(shí)襯底接地不考慮襯底效應(yīng)不考慮襯底效應(yīng)等效電路：等效電路： T1 T2 Ui Uo UDD rds1 RO2 gm1Ugs1 Ugs1 Uo Ui + + + Ro 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 .由于由于ST1、ST2受工藝限制不能隨意增加，受工藝限制不能隨意增加，AUE只能達(dá)到只能達(dá)到5-10倍（較小）。倍（較小）。2.輸入電阻很高，一般可達(dá)輸入電阻很高，一般可達(dá)1010 輸入電阻：輸入電阻：R

21、i1010 輸出電阻：輸出電阻：Ro=rds/RO22211mg2121211TTTTSSSSUEA rds1 Ro2 gm1Ugs1 Ugs1 Uo Uo + + + Ro （二）、E/D型NMOSMOS放大器放大器1.電路如圖電路如圖: (T1為放大管，為放大管， T2為負(fù)載管為負(fù)載管)2.等效電路如圖等效電路如圖: （RO2=1/gmb2為為T2管的等效電阻）管的等效電阻）電壓增益電壓增益:21222121121TTmmmbmSSggggOmUDRgA T1 Ui Uo UDD T2 rds1 Ro2 gm1Ugs1 Ugs1 Uo Ui + + + Ro 輸入電阻：輸入電阻：Ri101

22、0 輸出電阻：輸出電阻：Ro=rds/Ro2特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.增益高，增益高，因因 2為為0.1左右，故左右，故AUD比比AUE高一個(gè)數(shù)量級(jí)。（常用）高一個(gè)數(shù)量級(jí)。（常用）22111mbmbdsggg2. 輸入電阻為輸入電阻為T1的柵源絕緣電阻，很高，一般可達(dá)的柵源絕緣電阻，很高，一般可達(dá)1010 3. 輸出電阻比輸出電阻比E/E型放大器高。型放大器高。21212UESSUDAATT2211mgoR rds1 Ro2 gm1Ugs1 Ugs1 Uo Ui + + + Ro （三）、CMOSCMOS放大器放大器電路如圖電路如圖 : (B、S短接即短接即UBS=0;UGS=0)等效電路如圖等效電路如

23、圖 : (T2管的等效負(fù)載管的等效負(fù)載Ro2=rds)電壓增益：電壓增益： AU=-gm1(rds1/rds2) T1 Ui Uo UDD T2 -USS UG rds1 rds2 gm1Ugs1 Ugs1 Uo Ui + + + Ro 211dsdsmggg優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1. 增益高增益高，g ds比比gm或或gmb小小12個(gè)數(shù)量級(jí)，故在個(gè)數(shù)量級(jí)，故在 同樣工作電同樣工作電流條件下，流條件下，AU遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)高于AUE、AUD -幾百倍乃至上千倍幾百倍乃至上千倍）。2.功耗小功耗小，在恒流區(qū)在恒流區(qū)輸入電阻：輸入電阻：Ri1010 輸出電阻：輸出電阻：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：輸出電阻比輸出電阻比E/E型和型和

24、E/D型高，負(fù)載能力較型高，負(fù)載能力較E/E型和型和E/D型差。型差。 rds1 rds2 gm1Ugs1 Ugs1 Uo Ui + + + Ro 21211/dsdsdsdsoggrrRDDDDdsdsmUIkIIkIgggA1442121211可見，可見，在恒流區(qū)，在恒流區(qū)，ID越小，越小，AU越高越高。所以，。所以，CMOS放大器可在較放大器可在較低的電流下工作，有利于降低功耗。低的電流下工作，有利于降低功耗。（四）、CMOSCMOS互補(bǔ)放大器互補(bǔ)放大器電路如圖：電路如圖：等效電路如圖：等效電路如圖：電壓增益：電壓增益：輸入電阻：輸入電阻：Ri1010 輸出電阻：輸出電阻：增益高增益高

25、，是，是CMOS有源負(fù)載放大器的有源負(fù)載放大器的2倍。倍。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 級(jí)聯(lián)時(shí)電平匹配困難，因此一般作輸出級(jí)。級(jí)聯(lián)時(shí)電平匹配困難，因此一般作輸出級(jí)。特點(diǎn)：特點(diǎn)： T1 Ui Uo UDD T1 -USS Id1 Id2 Io rds1 rds2 gm1Ugs1 Ugs1= Ugs2 Uo Ui + + + Ro gm2Ugs2 G1、G2 D1、D2 S1、S2 21212122)/)(dsdsmmdsdsmmUggggrrggA21211/dsdsdsdsoggrrR四種常用四種常用MOSMOS單級(jí)放大器性能比較單級(jí)放大器性能比較ioUUUA221)1 (mmgg22)1 (1mg2121

26、mmgg21mbg211dsdsmggg211dsdsgg電路類型電路類型增益增益表達(dá)式表達(dá)式A AU U典典型值型值輸出電阻輸出電阻R Ro o表達(dá)式表達(dá)式E/EE/E型型NMOSNMOS放大電路放大電路30dBCMOSCMOS有源負(fù)載有源負(fù)載放大電路放大電路3060dBCMOSCMOS互補(bǔ)互補(bǔ)放大電路放大電路3166dB211dsdsgg2112dsdsmgggE/DE/D型型NMOSNMOS放大電路放大電路第七節(jié)第七節(jié) MOSMOS管差分放大電路管差分放大電路MOS管差分放大電路的基本形式：管差分放大電路的基本形式：1.E/E型型NMOS差放電路差放電路2.E/D型型NMOS差放電路差放

27、電路3. CMOS差放電路差放電路 T3 T5 T1 T4 T2 Uo UDD -USS Ui1 Ui2 UG + T5 T1 T2 Uo UDD -USS Ui1 Ui2 UG + T3 T4 T5 T1 T2 Uo UDD -USS Ui1 Ui2 UG T4 T3 CMOS差放電路差放電路E/D型型NMOS差放電路差放電路E/E型型NMOS差放電路差放電路MOSMOS管差分放大電路的分析管差分放大電路的分析利用分析雙極型差分放大電路相類似的方法利用分析雙極型差分放大電路相類似的方法半邊電路法半邊電路法以以E/D型型NMOS差放電路為例差放電路為例 T5 T1 T2 Uo UDD -USS

28、 Ui1 Ui2 UG + T3 T4 E/D型型NMOS差放電路差放電路雙端輸出差模電壓增益：雙端輸出差模電壓增益：33113313/11LWLWggUUAmmidodUd 單端輸出差模電壓增益：單端輸出差模電壓增益： 單端輸出共模電壓增益單端輸出共模電壓增益：3132121)(mmUdUdggAA單335533221)(mdsdsmUCggrgA單共摸抑制比共摸抑制比: :51)(dsmUCUdCMRggAAK（單）單單第八節(jié)第八節(jié) CMOSCMOS管功率放大電路管功率放大電路CMOS互補(bǔ)功率放大電路如圖：互補(bǔ)功率放大電路如圖：對(duì)比雙極型甲乙類功放電路說明其對(duì)比雙極型甲乙類功放電路說明其工

29、作原理。工作原理。 T6 T5 T1 T2 T3 T4 Ui Uo UDD -USS UG T1 T2 T3 Io T4 T5 -UCC UCC Ui Uo T1、T2為互補(bǔ)源極跟隨器；為互補(bǔ)源極跟隨器；T3、T4的柵源電壓的柵源電壓UGS為為T1、T2提供直流偏壓，使提供直流偏壓，使T1、T2兩管工兩管工作在甲乙類狀態(tài)；作在甲乙類狀態(tài)；T5與與T6組成組成CMOS推動(dòng)電路，推動(dòng)電路，T5是放大管，是放大管，T6是是T5的有源負(fù)載。的有源負(fù)載。 第九節(jié)第九節(jié) MOSMOS模擬開關(guān)及開關(guān)電容電路模擬開關(guān)及開關(guān)電容電路在模擬集成電路中，在模擬集成電路中，MOS管可做為：管可做為： 1.增益器件；增

30、益器件； 2.有源負(fù)載；有源負(fù)載； 3.模擬開關(guān)模擬開關(guān)(接近于理想開關(guān)接近于理想開關(guān))做成的模擬開關(guān)近于理想開關(guān)，主要是它有以下特性：做成的模擬開關(guān)近于理想開關(guān)，主要是它有以下特性： 1.器件接通時(shí)器件接通時(shí)D-S間不存在固有的直流漂移。間不存在固有的直流漂移。 2.控制端控制端G與信號(hào)通路是絕緣的，控制通路與信號(hào)通路之與信號(hào)通路是絕緣的，控制通路與信號(hào)通路之 間無直流電流。間無直流電流。從開關(guān)應(yīng)用角度講，從開關(guān)應(yīng)用角度講，NMOS優(yōu)于優(yōu)于PMOS，所以通常選用，所以通常選用NMOS管做模擬開關(guān)。管做模擬開關(guān)。一、單管一、單管 MOSMOS傳輸門模擬開關(guān)傳輸門模擬開關(guān)1.增強(qiáng)型單管增強(qiáng)型單管

31、MOS模擬開關(guān)電路模擬開關(guān)電路UGUGS,th時(shí)管子導(dǎo)通（時(shí)管子導(dǎo)通（Ron 0）。）。 可近似等效為理想開關(guān)（如圖）可近似等效為理想開關(guān)（如圖）（1）極間電容）極間電容Cgs、Cgd、Csb、Cdb存在存在（2）Roff , Ron 0thGSGSLWoxnUUConR.1(2)UGS Ron ，但，但Cgs 、Cgd串?dāng)_串?dāng)_ ，所以應(yīng)適當(dāng)選擇，所以應(yīng)適當(dāng)選擇UGSLWRon ，但極間電容，但極間電容 ，所以應(yīng)適當(dāng)選擇，所以應(yīng)適當(dāng)選擇LW結(jié)論結(jié)論:(1) RL UG Ui B + + Uo RL K Ui + + Uo 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，MOS管并非理想開關(guān)。管并非理想開關(guān)。實(shí)際等效電

32、路如圖實(shí)際等效電路如圖 S G Cdb Csb Ron Cgs Cgd D S B 保證保證MOSMOS模擬開關(guān)正常工作的條件模擬開關(guān)正常工作的條件MOSMOS開關(guān)的正常工作受限于與開關(guān)連接的電容值，開關(guān)的正常工作受限于與開關(guān)連接的電容值， 時(shí)間常數(shù)是限制開關(guān)工作速度的重要因素。時(shí)間常數(shù)是限制開關(guān)工作速度的重要因素。保證開關(guān)工作的條件為：保證開關(guān)工作的條件為：開關(guān)工作頻率開關(guān)工作頻率 時(shí)鐘控制頻率時(shí)鐘控制頻率二、開關(guān)電容電路（簡稱二、開關(guān)電容電路（簡稱SCSC電路）電路）開關(guān)電容電路的組成：開關(guān)電容電路的組成：由由MOS模擬開關(guān)和模擬開關(guān)和MOS電容組成。電容組成。開關(guān)電容電路的功能：開關(guān)電容電路的功能：當(dāng)開關(guān)電容在集成電路中代替電阻時(shí)，又稱為當(dāng)開關(guān)電容在集成電路中代替電阻時(shí)，又稱為SC等效電阻電路等效電阻電路。SC等效電阻電路，分為等效電阻電路，分為（1）并聯(lián)型）并聯(lián)型SC等效電阻電路，等效電阻電路，（2）串聯(lián)型）串聯(lián)型SC等效電阻電路，等效電阻電路，在時(shí)鐘信號(hào)的控制下完成電荷的存儲(chǔ)在時(shí)鐘信號(hào)的控制下完成電荷的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移。和轉(zhuǎn)移。（一）并聯(lián)型（一）并聯(lián)型SC等效電阻電路等效電阻電路（2）工作原理）工作原理當(dāng)當(dāng)UG為高電平時(shí)，為高電平時(shí)，T1導(dǎo)通導(dǎo)通、T2截止，截止， C接到接到U1得到充電電荷得到充電電荷Q1=CU1當(dāng)當(dāng)UG為高電平時(shí)，為高電平時(shí)，T1截止截止、