單級(jí)放大器的詳細(xì)資料說明

　　CMOS 運(yùn)算放大器是 CMOS 模擬集成電路的最重要的模塊，它的特性決定了模擬集成電路的特性。復(fù)雜的 CMOS 運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)是簡(jiǎn)單的單級(jí)放大器。本章將介紹常用的單級(jí)共源放大器、共柵放大器、源跟隨器、共源共柵放大器。

　　按放大器的輸入輸出信號(hào)的類型，可將放大器歸類為以下四類放大器：

　　電壓放大器：輸入與輸出信號(hào)均為電壓信號(hào)；

　　電流放大器：輸入與輸出信號(hào)均為電流信號(hào)；

　　跨導(dǎo)放大器（Transconductance）：輸入信號(hào)為電壓，輸出為電流；

　　跨阻放大器（Transresistance）：輸入信號(hào)為電流，輸出為電壓。

　　在分析放大器工作時(shí)，我們首先定義信號(hào)的表示方法。模擬電路中有直流信號(hào)、交流信號(hào)以及交流與直流混合疊加的信號(hào)。我們?cè)O(shè)定直流輸入信號(hào)表示為VIN， 交流輸入信號(hào)為vin， 直流與交流的混合輸入信號(hào)為 vIN。

　　圖 2- 1 為一般放大器示意圖以及輸入信號(hào)。放大器由有源器件和負(fù)載電流所構(gòu)成。有源器件中的電流iD由輸入電壓或電流信號(hào)所控制。直流偏置電流ISUP流入有源器件的一端。有源器件可以是 MOS 管，也可以是雙極性晶體管。圖 2- 1 中的輸入信號(hào)可能是電壓信號(hào)， 10 也可以是電流信號(hào)。如果是電壓信號(hào)，那么如圖 2- 1 所示 VBIAS是直流偏置電壓。其值選定條件是 ISUP = ID，ISUP為負(fù)載電流源的直流電流，ID為流入有源器件的直流電流，即偏置電流。因此，在此條件下直流輸出電流 IOUT為零。與 VBIAS串聯(lián)的 vs是小信號(hào)電壓，RS是內(nèi)阻。vs的變化使總的輸入電壓 vIN有變化，因此使有源器件的總電流 iD變化。而 ID為一個(gè)定值，因此輸出電流 iout = id，id為有源器件的小信號(hào)電流。如果放大器的輸入信號(hào)是電流信號(hào)，那么直流偏置電流 IBIAS作為輸入信號(hào)，保證有源器件，例如 MOS 的漏源電流 ID，等于電流源電流 ISUP。與 IBIAS并聯(lián)的是一個(gè)小信號(hào)電流源 is以及電流源內(nèi)阻 RS。is使有源器件的總電流 iD發(fā)生變化，因此輸出電流是小信號(hào)電流 id。

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