91.1.2小信号带宽 口意义 ◇随小信号频率的增大,开环增益会下降,导 致反馈系统的误差增大 小信号带宽通 20log A 常被定义为fn 对单极点系统, 0 等于GBw 3-dB u f (log axis) 3dB频率f3dB 单位增益频率f 用现代工艺设计的CMOS运 增益下降3dB时的频率放的f可大于1GHz 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理
北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 21 9.1.1.2 小信号带宽 意义 随小信号频率的增大，开环增益会下降，导 致反馈系统的误差增大 单位增益频率 fu 增益下降3dB时的频率 用现代工艺设计的CMOS 运 放的 fu可大于1GHz 3dB频率 f3dB 小信号带宽通 常被定义为 fu ， 对单极点系统， 等于GBW
例92带宽、稳定精度和闭环增益的关系 口假定下图运放是单极点电压放大器,且其低频 增益A远大于1。(a)如果Vn是小的阶跃电 压,计算输出电压处于其最终值的1%范围内 时所需时间。(b)如果1+RR2≈10,而且1% 误差稳定时间小于5ns,该运放必须提供的单 位增益带宽是多少? A(s) R ut 0 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理
北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 22 例9.2 带宽、稳定精度和闭环增益的关系 假定下图运放是单极点电压放大器，且其低频 增益 A 0远大于 1 。 （ a）如果 Vin是小的阶跃电 压，计算输出电压处于其最终值的1%范围内 时所需时间。（ b）如果1+R 1/R 2 10，而且1% 误差稳定时间小于5ns，该运放必须提供的单 位增益带宽是多少？
例92带宽、稳定精度和闭环增益的关系 口假定下图运放是单极点电压放 A(s) 大器。假定其低频增益远大于1 out 如果Ⅴ是小的阶跃电压, 计算输出电压处于其最终值的 R 范围内时所需时间 2 思路:根据A(s),求出闭环As),得出时间常数 τ,再根据时域阶跃响应,得出稳定所需时间tp% 解: 由运放是单极点电压放大器,知: A(s)=A0/(1+s/oo), O为3dB带宽,A。O0.为单位增益带宽 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理
北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 23 例9.2 带宽、稳定精度和闭环增益的关系 假定下图运放是单极点电压放 大器。假定其低频增益远大于 1 。 （ a ）如果 Vin是小的阶跃电压， 计算输出电压处于其最终值的 1%范围内时所需时间。 0 0 0 00 ( ) / (1 / ) 3 As A s dB A 解 ： 由运放是单极点电压放大器，知： ， 为 带宽， 为单位增益带宽 思路：根据A(s)，求出闭环 A c(s)，得出时间常数 ，再根据时域阶跃响应，得出稳定所需时间 t1%
例9,2带宽、稳定精度和闭环 A(s) 增益的关系 R R R+R2 )A(s)=on,A(s)=A/(1+s/) R 1+ A(s) A R1+R2 R R 1+ 4(s)1+ S A 1+ R1+R2 R1+R2°o R A0)0 R1+R2 ∴闭环放大器是单极点系统,时间常数为:z A5) R+ R2 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理
北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 24 例9.2 带宽、稳定精度和闭环 增益的关系 2 0 0 1 2 0 2 0 0 1 2 2 2 0 12 12 0 2 0 0 1 2 2 0 0 1 2 ( ) ( ) ( ) / (1 / ) 1 ( ) ( ) 1 () 1 1 (1 ) 1 (1 ) in out out out in R V V As V As A s R R A R A V A A s R R s V RR s s As A RR RR R A R R R A R R ， ＝ 闭环放大器是单极点系统，时间常数为：
例92带宽、稳定精度和闭环增益的关系 R r+ r (S) S R 1+ )0 R r,+ r 0 0 R1+R2 0 R 式中 2-A为低频环路增益,通常远大于1 R+ r A(s) R,1 ∴T≈ R R A R 月2 R+ r 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理
北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 25 例9.2 带宽、稳定精度和闭环增益的关系 2 0 0 1 0 0 1 2 2 0 1 2 2 0 0 1 2 2 0 0 1 2 2 0 1 2 2 0 1 ( 1 ) 1 1 ( 1 ) 1 ( 1 ) 1 1 ( ) R A R A R R R A R R R A R R R A R R R s A R R R A s V V in out 式中， 为低频环路增益，通常 远大于 。