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对运放设计静态工作电压和求摆幅的理解

已有 437 次阅读| 2024-1-22 09:45 |个人分类:模拟ic分享|系统分类:芯片设计

MOS的电压关系

在运放设计静态工作电压时要利用vod来确定，已知MOS的VTH，工作在饱和区，再假设管子的Vdsat，根据下式就能由G求S或由S求G：

上述关系可以用来确定电路的所有电压工作点，因为一旦Vod确定，就能由G求S或由S求G。个人理解电路节点电压应该都是由Vod和VG来确定，管子的VD并不直接靠自己的参数确定而是连接在其上方N管的源端或者连接在其下方P管的源来被确定，毕竟谁的漏端又不是别人的源端呢。

在运放设计考虑某点的电压变化范围时，管子饱和的条件，用于判断管子容易进线性的程度和漏端的摆幅限制：

也就说对于NMOS，漏越高越容易饱和，所以漏只有下限就是不能比栅端低于一个VTH；对于PMOS，漏越低越容易饱和，所以漏只有上限不能比栅高多于一个|VTH|。

举例

利用上述关系求解共模输入范围

共模输入范围下限：当输入共模逐渐下降时，如果其他地方不改变，输入对管的漏端电压是由共栅管的栅极决定而固定，当输入共模下降过多时会使输入对管进入线性区。考虑输入对管要饱和，所以要关注输入对管D端的电压情况，这里存在两种情况：从共栅管来考虑VD=VB-Vod5-VTN，所以vincm>VD0-|VTP|=VB-Vod5-VTN-|VTP|；从N电流镜考虑，VD0>Vod1，所以vincm>VD0-|VTP|=Vod1-|VTP|。

共模输入范围的上限：当输入共模逐渐上升时，如果其他地方不改变，输入对管的源端电压是根据输入对管的Vod来变化，所以也逐渐上升随着源端电压上升，M3会进入线性区，所以共模输入范围的上限是考虑M3饱和，vincm<VDD-Vod3-Vod0-|VTP|。