十二月 23

说说CMOS模拟电路中的反馈模型(3)

从以上三个例子应该看出规律了。要计算电路的开环增益,1、输入端,将输出设为0,对电压反馈,就将输出接地,对电流反馈,就将输出断路。2、对输出端,保留原电路,如果输入是电压,则保留原电流,如果输入是电流,则保留原电压。要计算电路的反馈系数,如果输入是电压,则将反馈回路中输入级的电流断开,如果输入是电流,则将反馈回路中输入级的电压接地。

因为一共有四种类型的反馈,所以最后看一个电流-电流反馈,如下图a所示。
pic10
还是一样的,找输入量和一个中间量的差值。但是很不幸,找来找去没有找到。这里需要一个小技巧,如下图所示,pic11加上一个无穷大的电阻 R_{x} 。这样的话输入就是 I_{in} ,中间量就是 I_{x} 。根据前面总结的原则,在输入端将输出电流断路,在输出端保留原来的电压(因为输入是电流),所以计算开环增益的电路如下图所示:
pic12
由于 R_{x} 无穷大,所以认为是断路,在电路中已经删去了。通过以上电路计算得到的增益就是原电路的开环增益。再计算反馈系数,因为输入是电流,所以将反馈回路中输入级的电压接地,计算输出电流 I_{out}I_{x} 的贡献,得到:

\beta=-\frac{R_{S}}{R_{S}+R_{F}}


负号说明方向与原设定的方向相反。

至此,我们得到了计算开环增益的电路的精确形式和反馈系数的计算方法,并证明了它们的正确性。

以上没有考虑沟道效应,如果沟道效应明显的话,以上方法失效,因为前三个基本方程右边 V_{in},V_{x} 或者 I_{in},I_{x} 的系数不一样(前面四个例子中每个方程右边的 V_{in},V_{x} 或者 I_{in},I_{x} 的系数都一样),所以不能化成 K(V_{in}-V_{x})=V_{out} 这样的简单形式,前面得到的关于反馈系数和开环增益的结论都不适用。当然仍然有方法求反馈系数和开环增益,只是方法过于复杂,在实际估算(手算)中不可能采用。

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Posted 2015年12月23日 by zhangzimou in category electronics