改善放大器電路電源抑制比的方法
由于共源放大器為反相輸出,由M14放大后的VDD波動(dòng),明顯影響了經(jīng)過(guò)輸出節(jié)點(diǎn)晶體管M3的VDD波動(dòng)。附加電路法使增益和PSRR值達(dá)到了平衡。隨著增益的增加,PSRR值則減小。
給出了兩種電路仿真如圖9和圖10所示,其中第一個(gè)工作在高增益下,相應(yīng)的PSRR較低。M14有電源電壓VDD提供門(mén)限電壓,使其有較高的Vgs值,導(dǎo)致其工作在線(xiàn)性區(qū)域。輸入晶體管M0工作在很高R0和跨導(dǎo)Gm的飽和區(qū)。因而M14也被驅(qū)動(dòng)工作在飽和區(qū),而增加了它的R0和Gm值,盡管它工作在線(xiàn)性區(qū)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)此電路有很高的整體增益和AVDD值以及很低的PSRR。
在第2個(gè)仿真里,輸入晶體管M0工作在飽和區(qū),卻在線(xiàn)性區(qū)的邊緣。因此,晶體管M14和M10工作在較深的線(xiàn)性區(qū),減少M(fèi)14消耗的等效電阻Ra。結(jié)果,放大器的增益有所下降,同樣AVDD的值也會(huì)下降。最后,電路的PSRR徹底改善了整個(gè)放大器的增益,且能夠在第二級(jí)放大器中得到改善,并維持較高的PSRR值。
4.3 仿真結(jié)果及輸出曲線(xiàn)
通過(guò)使用消除電源波動(dòng)影響的附加電路,改善了PSRR。但由于輸出阻抗上附加電路的影響,整個(gè)電路的增益依然有待于改變。從上述結(jié)果看,整個(gè)電路將獲得一個(gè)增益與PSRR的平衡。
然而,這一電路的3 dB頻率點(diǎn)與使用負(fù)反饋技術(shù)相比較低,盡管附加的MOSFET增加了輸出節(jié)點(diǎn)的負(fù)載電容,極點(diǎn)左移而3 dB頻率變低。低增益和高PSRR放大器,能通過(guò)級(jí)連達(dá)到較高的增益。
5 結(jié)束語(yǔ)
盡管共源共柵技術(shù)同比率改善了電路的增益和PSRR,但它卻隨之帶來(lái)較低的輸出擺幅和3 dB頻率點(diǎn)及較高的輸出阻抗,且不適于放大器的級(jí)聯(lián)和較高工作頻率等需求的應(yīng)用中。負(fù)反饋技術(shù)在改善放大器PSRR的同時(shí)又穩(wěn)定了輸出。盡管負(fù)反饋技術(shù)減少了從電源到輸出節(jié)點(diǎn)的增益,如AVDD,并且增益了PSRR。但增益是按比例減少,B值能夠被合理的調(diào)整以達(dá)到增益要求。這一技術(shù)對(duì)工作在高頻中的電路有效。附加電路則是能夠給出最大PSRR值的技術(shù),其結(jié)論能夠從3種技術(shù)的仿真數(shù)據(jù)輸出表里看出,并能維持較高的增益值。但它也有減小電路3 dB頻率點(diǎn)的不足,因?yàn)樵谳敵龆艘M(jìn)了附加電容。因此,如表3中的電路2可以看到,這一電路能夠達(dá)到極高的PSRR值,卻是以很低的增益為代價(jià)。因此,該電路在設(shè)計(jì)含級(jí)聯(lián)放大器電路的設(shè)計(jì)中有重要作用,這里增益可通過(guò)級(jí)聯(lián)解決。附加電路能夠滿(mǎn)足電源波動(dòng)穩(wěn)定性的需求。
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