一个二级运放的分析

yinyt

问题：
1、差动负载为什么用M3、M4？为什么不用电阻负载、电流源做负载？
     可能原因：M3、M4组成二极管负载线性度更高；电流原做负载需要额外偏置和共模反馈，电路更复杂。
2、大电阻R1、R2作用是什么？
3、第二级放大器为什么用源极负反馈结构？
     可能原因：源极负反馈降低了增益，但提高了线性度；R5和R6为了R3和R4对称（可能吧）

its_aleix

个人理解
1、不用大电阻是因为在高增益下，MOS可以很大程度节省面积，其次MOS的匹配性要比电阻好。电流源负载的话应该就是需要额外的偏置电路（有条件额情况下，我认为电流源负载是更好的）
2、R1和R2看起来可能是提高稳定性，避免栅压变化太快导致的不良影响。
3、R5和R6我觉得单纯是为了匹配性考虑的，增益上是没降低的，Vout看进去的Rout始终是连个ro/2。
个人拙见了。。。。等待大佬解答

castrader

第一级是全差分，如果做电流源负载，不但要提供偏置，还要做共模反馈。diode接法可以稳定输出共模，但是会造成第一级增益严重下降。于是有了R1和R2，既保证了输出工作点稳定，同时使得第一级增益从gm1/gm3提高到gm1(ro1//ro3//R1)。R5和R6确实是为了匹配考虑的。

iWeiguo

1）可以理解M3是MOS二极管负载，线性度好；M3和与R3对应的MOS管是类电流镜结构，印象中好像是Allen的书提到过电流镜中MOS管栅极这个电阻改善电流镜频率特性，带宽Double；
2）R4级联+线性化,也提供高阻抗；Vout要高阻抗，PMOS也得Cascode高电阻；PMOS电流镜的输入端也得类似调整；
仅供参考。

yinyt

第一级放大器或许可以参考拉扎维书中的分析

hgw94

   

castrader 发表于 2025-11-20 10:14
第一级是全差分，如果做电流源负载，不但要提供偏置，还要做共模反馈。diode接法可以稳定输出共模，但是会 ...

R1,R2只影响ac，不影响dc增益吧

castrader

   

hgw94 发表于 2025-11-20 14:35
R1,R2只影响ac，不影响dc增益吧

准确说法是：只影响AC增益，不影响DC工作点。

TOPEEP108

第二级没有电流镜偏置吗？那工作点是不是PVT稳定性较差？

迷路大脸猫

   

castrader 发表于 2025-11-20 10:14
第一级是全差分，如果做电流源负载，不但要提供偏置，还要做共模反馈。diode接法可以稳定输出共模，但是会 ...

R1和R2不会影响结构的ac 低频增益，这是误区。

楼主可以用blackman定理推导一下栅漏接一个电阻R1的diode的小信号输入阻抗，考虑Cgs，这样会发现多出一个R1Cgs的零点。所以R1和R2实际的作用是提供零点，从而提升系统稳定性。

R5和R6是源极退化，是常用的代替cascode结构的电流镜结构，用来提升电流镜阻抗和抵抗失配的，缺点就是消耗一些电压裕度。

castrader

   

迷路大脸猫 发表于 2025-11-21 17:03
R1和R2不会影响结构的ac 低频增益，这是误区。

楼主可以用blackman定理推导一下栅漏接一个电阻R1的diode ...

搭电路实际仿真一下就能看出来的，幅频特性曲线跟R1 R2取值是相关的。