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,明顯影響了經(jīng)過輸出節(jié)點晶體管M3的VDD波動。附加電路法使增益和PSRR值達到了平衡。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,其中第一個工作在高增益下,相應的PSRR較低。M14有電源電壓VDD提供門限電壓,使其有較高的Vgs值,導致其工作在線性區(qū)域。輸入晶體管M0工作在很高R0和跨導Gm的飽和區(qū)。因而M14也被驅動工作在飽和區(qū),而增加了它的R0和Gm值,盡管它工作在線性區(qū)。結果發(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個仿真里,輸入晶體管M0工作在飽和區(qū),卻在線性區(qū)的邊緣。因此,晶體管M14和M10工作在較深的線性區(qū),減少M14消耗的等效電阻Ra。結果,放大器的增益有所下降,同樣AVDD的值也會下降。最后,電路的PSRR徹底改善了整個放大器的增益,且能夠在第二級放大器中得到改善,并維持較高的PSRR值。
4.3 仿真結果及輸出曲線
通過使用消除電源波動影響的附加電路,改善了PSRR。但由于輸出阻抗上附加電路的影響,整個電路的增益依然有待于改變。從上述結果看,整個電路將獲得一個增益與PSRR的平衡。
然而,這一電路的3 dB頻率點與使用負反饋技術相比較低,盡管附加的MOSFET增加了輸出節(jié)點的負載電容,極點左移而3 dB頻率變低。低增益和高PSRR放大器,能通過級連達到較高的增益。
5 結束語
盡管共源共柵技術同比率改善了電路的增益和PSRR,但它卻隨之帶來較低的輸出擺幅和3 dB頻率點及較高的輸出阻抗,且不適于放大器的級聯(lián)和較高工作頻率等需求的應用中。負反饋技術在改善放大器PSRR的同時又穩(wěn)定了輸出。盡管負反饋技術減少了從電源到輸出節(jié)點的增益,如AVDD,并且增益了PSRR。但增益是按比例減少,B值能夠被合理的調整以達到增益要求。這一技術對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,其結論能夠從3種技術的仿真數(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頻率點的不足,因為在輸出端引進了附加電容。因此,如表3中的電路2可以看到,這一電路能夠達到極高的PSRR值,卻是以很低的增益為代價。因此,該電路在設計含級聯(lián)放大器電路的設計中有重要作用,這里增益可通過級聯(lián)解決。附加電路能夠滿足電源波動穩(wěn)定性的需求。
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