北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（模拟集成电路原理与设计）第四章 差分放大器

差分放大器总特点 口优点 ☆抗干扰能力强,电压摆幅大,偏置电路简单, 高线性度等 ◆和单端电路相比,差分电路规模加倍 与所获得的高性能相比,这个不算做缺点 召 召 out CM Level 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 16 差分放大器总特点 优点 抗干扰能力强，电压摆幅大，偏置电路简单， 高线性度等 和单端电路相比，差分电路规模加倍  与所获得的高性能相比，这个不算做缺点

本讲 口差分放大器简介 口简单差分放大器 口基本差分对放大器 ☆大信号共模特性 今大信号差分特性 小信号差分特性 ◆小信号共模特性 口MOS管做负载的基本差分对放大器 口差分放大器的应用- Gilbert-元 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 17 本讲 差分放大器简介 简单差分放大器 基本差分对放大器 大信号共模特性 大信号差分特性 小信号差分特性 小信号共模特性 MOS管做负载的基本差分对放大器 差分放大器的应用－Gilbert单元

简单差分电路 缺点1:直流偏置电流受输入 R R车 共模电平影响大,从而影响跨 24 导、增益 W D OX L R D 缺点2:输出共模电平对vncM 敏感,设置不当或受外界干扰 而波动时,会导致vacM偏离 理想偏置点,导致可用的输出 电压摆幅减小 问题根源:偏置电流随VnCM改变 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 18 简单差分电路 缺点 1：直流偏置电流受输入 共模电平影响大，从而影响跨 导、增益 问题根源：偏置电流随 Vin,CM改变 L W g m  2 I D  n C OX v m R D A   g 缺点 2：输出共模电平对 Vin,CM 敏感，设置不当或受外界干扰 而波动时，会导致 Vout,CM偏离 理想偏置点，导致可用的输出 电压摆幅减小

简单差分电路 缺点1:直流偏置电流受输入 R D 共模电平影响大,从而影响跨 X 导、增益 out1 vo M wm一缺点2:输出共模电平对V 敏感,设置不当或受外界干扰 而波动时,会导致vocM偏离 理想偏置点,导致可用的输出 季RDnR2 电压摆幅减小 问题根源:偏置电流随ⅤincM out1 X out2 改变 Vint EM, M2I in2 解决办法:稳定偏置电流 Roi= Rp2= R out CM DD 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 19 简单差分电路 缺点 1：直流偏置电流受输入 共模电平影响大，从而影响跨 导、增益 问题根源：偏置电流随 Vin,CM 改变 D SS out CM DD R I V  V   2 , 缺点 2：输出共模电平对 Vin,CM 敏感，设置不当或受外界干扰 而波动时，会导致 Vout,CM偏离 理想偏置点，导致可用的输出 电压摆幅减小 解决办法：稳定偏置电流

基本差分对电路 DD D2 2I DAn Ox L out2 int HHEM in2 R mD SS Rp1= RD2HD outCM DD 2 直流偏置电流由Is决定,从而保证跨导、增益、输 出共模电平等受输入共模电平影响小 北京大学微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理与设计

北京大学微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理与设计 20 基本差分对电路 直流偏置电流由 ISS决定，从而保证跨导、增益、输 出共模电平等受输入共模电平影响小 L W g m  2 ID n COX Av   g m RD D SS outCM DD R I V  V   2