模擬電路Gm-運放增益計算分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2022-05-18
先來看一個golden rule：
“gate 和drain的變換方向相反”
“source 和drain的變換方向相同”
如果M1的gate是Vip，也就是Vi+，那到底哪個output是Vop哪個是Von呢？
根據上面的結論，M1的gate上，則drain下，X點下，左邊那個output node通過M3跟隨X的變換，也是下。所以，左邊那個output node是negative output node，也就是Von。
其實掌握最基本的公式，也就是gain=gm*Rout，就能快速的推導出運放的增益。
有的管子尺寸大，W/L大，自然gm大；有的W/L小，自然gm小。
但是增益是個數字，是輸出的變換量除以輸入的變化量，不是gm。Gm的單位是西門子，是電阻的單位歐姆的倒數。
所以增益得計算上這個mos管負載的電阻大小，才能把它變成純數字。
Mos管本身有個output impedance，也就是所謂的intrinsic gain公式里面的那個東西。這個ro決定了這個mos管可以得到的最大增益。
最大的intrinsic gain只有當Rload為無窮大的時候才能得到。當然了，因為做不到，所以intrinsic gain也只是個參考值。
因為只有輸入管input pair受到外界應力的直接作用，所以一般來說，運放的gm就是輸入管的gm。
但是算Rout的時候，我們就得仔細看看這個運放的輸出端到底是個怎樣的結構。
Output上下各是一個cascode。Cascode的等效電阻是gm*ro*ro。稍微精確一些，X和Y點向下看的等效電阻是M1和M5的并聯，以及M2和M6的并聯，這個并聯會讓往下看的等效電阻稍微變小一些。一般來說，pmos那邊，就是上半部分的等效電阻會比較大。最終的輸出等效電阻其實是被下面的nmos那些給制約了。
以上是簡單的單級運放的增益計算。
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