放大器、跟隨器與 cascode
把 72 張投影片對照正文,合併為 20 組推導。先列電路連線與完整方程,再逐步得到教材近似式;每組說明條件、失效範圍及分析方法。
單管增益與 MOS/BJT 比較
由 drain KCL 與器件電流微分得到增益,再比較固定過驅動下的 MOS/BJT。
02 · 投影片 027、028、029、0210單極點、GBW 與尺寸數值題
推導負載電容主極點、交越頻率、GBW 與 029 的尺寸例題。
03 · 投影片 0211、0212、0213Miller 回授與 RHP 零點
保留跨接電容的回授與前饋,得到完整傳輸及單極點近似的成立條件。
SFG 04 · 投影片 0214、0215、0216源極退化與可調跨導
保留有限輸出電阻;區分退化阻抗、訊號源電阻與線性區 MOS 的 gate 響應。
含差異註記05 · 投影片 0217、0218、0219、0220、0221、0222二極體接法與主動負載
由負載的小訊號導納推導增益、頻寬、body effect 與 DC 平衡限制。
含差異註記06 · 投影片 0223、0224、0225、0226、0227、0234CMOS 反相器:DC 與匹配
分開 NMOS/PMOS 的電流,求總跨導與有限輸出導納下的增益。
07 · 投影片 0228、0229、0230、0231、0232、0233CMOS 反相器:完整頻率響應
以二節點矩陣保留輸入、輸出與跨接電容,核對單管/總跨導的係數。
含差異註記08 · 投影片 0236、0237、0238、0239、0240源極與射極跟隨器:DC
由輸出節點 KCL 求跟隨增益、輸出阻抗與 bulk 固定時的 body effect。
09 · 投影片 0241、0242、0243源極跟隨器:極點、零點與峰化
直接求二次分母與判別式,並將零點代入分母確認相消條件。
SFG 含差異註記10 · 投影片 0244射極跟隨器:有限 beta 與高頻阻抗
增加 base 電流與隨跨導變動的擴散電容,標明教材中心跨導式的未解差異。
含差異註記11 · 投影片 0245、0246、0247主動電感與差動調諧負載
從跟隨器輸出阻抗作低頻展開,再核對差動埠與半電路的兩倍關係。
含差異註記12 · 投影片 0249、0250、0251、0252、0269、0271共閘極的輸入、輸出與轉阻
先固定測試電流方向與負載終端,再由同一組 KCL 得三種埠量。
13 · 投影片 0253、0254、0255Cascode:有限輸出電阻的完整式
求有效跨導、輸出阻抗、主極點與 GBW,逐步回到兩個 intrinsic gain 的乘積。
14 · 投影片 0256Cascode 的 Miller 電容
保留三個電壓節點,推導二階分母及仍然存在的 RHP 零點。
含差異註記15 · 投影片 0257Cascode 中間節點電容
由二節點矩陣求精確極點,再得到中間電容兩個範圍的漸近式。
16 · 投影片 0258、0259Telescopic 與 folded cascode
以支路輸出電阻並聯及 headroom 條件說明增益、擺幅與偏壓電流分配。
17 · 投影片 0260、0261級聯與 Miller 補償
先說明負載限制,再推導兩級補償的極點分離、GBW 與 RHP 零點。
18 · 投影片 0262、0263、0264Regulated cascode 與 gain boosting
保留輔助放大器的負號與單極點模型,檢查增加的極零對和相消條件。
SFG 含差異註記19 · 投影片 0265Doublet 與精密 settling
從閉迴路傳輸作部分分式,顯示小慢速殘值如何限制穩定時間。
含差異註記20 · 投影片 0266、0267、0268、0270MOS/BJT 埠量總結
用測試源核對有限 beta、輸入電阻與退化級的輸出電阻,避免把表格破折號當零。
驗算範圍
48 項符號檢查、4 組模型的隨機複數頻率節點方程對照均通過。驗算的是明列模型與閉式公式的一致性;教材原式不一致之處另有條件說明,實際 Spectre 結果見下方仿真入口。
20 組推導的代表模型,共 47 項檢查通過。包含線性等效電路、gm/Id 選尺寸的 MOS1 電路、PZ 與暫態。
查看仿真報告與波形 →