第111章

gm1＝＇2unCox（W/L）ID1＇1/2=1。06mA/V
同时
Rds1=　Rds2=8000*1。6/0。1=128kΩ
体效应参数方程，即
γg　m　
g　s　1　=　
2 V ＋　2φ　
SB F　
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V　
为了计算这个参数，我们需要知道源极－主体电压　SB 。但是，这个电压要依赖应用　
V ≈2V　
情况，不能事先准确知道。这里我们假设使用的是　5V的电源， SB 。这在一定程度　
上有些武断，但是这是在没有更多细节的情况下能使用的最好方法。因此有
0。5g　m　
g　s　1　= =0。15g　m =0。16mA　/　V　
2 2　＋0。7　
所以有
V g 1。06　
out　= m1 = =0。86V　/　V　
V g ＋g ＋g ＋g 1。06　＋0。16　＋1/　128＋1/　128　
in ds　1 ds　2 m1 s　1　
注意：正如前面提到的，这个结果小于　1　这么多主要是因为体效应参数　g　s 。如果没有　
体效应，增益应约为　0。99V/V。
假设
Rin　=180kΩ　CL =10pF Cgs　1　=0。2pF Cgd　1　=15fF Csb　1　=40fF Cin　=30fF　
， ， ， ， ，
ω　
求 0 以及图　9…3　所示的源极跟随器的零点频率。
解：从上例，gm1＝1。06mA/V，Rds1=　Rds2=128kΩ，　g　s　1 =0。16mA　/　V　，这样有
"　
Cin　=Cin ＋Cgd　1　=45fF　
Gs　1　=g　s　1 ＋g　ds　1 ＋g　ds　2　=0。176mA　/　V　
Cs　=CL ＋Csb　1　=10。04pF　
ω　
因此我们可以求出 0 为
Gin　（g　m1 ＋Gs　1　）　
ω　=　
0 C C ＋C" （C ＋C ）　
gs　1　s in gs　1 s　
7　
=5。24　×10 rad　/　s　=2π×8。34MHz　
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（ ）＇ "　（ ）＇　
Gin　g　m1 ＋Gs　1　Cgs　1Cs　＋Cin　Cgs　1 ＋Cs　
Q　= "　
Gin　Cs　＋Cin　（g　m1 ＋Gs　1　）＋Cgs　1Gs　1　
＝0。8
这导致阶跃输入的超调，表示为
…π/　4Q2　…1　
超调百分比　＝　100e ＝8％
用式（9…27）可以求出零点频率为　855MHz，当然它几乎可以忽略。
源极跟随器　HSPICE　频率分析
网表：
EX8。2　source　follower　frequency　test
。option　post=2　numdgt=7　tnom=27
Vdd 1 0 dc 5
Vss 2 0 dc …5
Ibias 3 2 dc 100u
Rin 4 0 180k
Cin 4 0 30f
Cl 3 0 10p
M1 1 4 3 2 nmos　w=100u l=1。6u
Iin 4 0 pulse（0　…5u　10n　0　0）
。op
。tran　0。5n　300n
。print v（3）
。MODEL　nmos　NMOS LEVEL=3， TOX=1。8E…8， LD=0。08U，
＋UO=500， VMAX=2。0E5， PHI=0。6， GAMMA=0。5，
＋NSUB=2。5E16， VTO=0。7， NFS=8。2E11， CGSO=2。5E…10，
＋CGBO=2。5E…10， CJSW=2。5E…10， CGDO=2。5E…10， MJ=0。5，
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＋CJ=2。5E…4， PB=0。9， IS=1。0E…16， JS=1。0E…4
＋KF=600E…27 AF=0。8 NLEV=2 RS=600
＋RD=600 ETA=0。05 KAPPA=0。007 THETA=0。06
＋ACM=2 XJ=2。7E…7 DELTA=0。7
。MODEL　pmos　PMOS LEVEL=3， TOX=1。8E…8， LD=0。08U，
＋UO=165， VMAX=2。7E5， PHI=0。80， GAMMA=0。75，
＋NSUB=5。5E16， VTO=…0。7， NFS=7。6E11， CGSO=2。5E…10，
＋CGBO=2。75E…10， CJSW=3。4E…10， CGDO=2。5E…10， MJ=0。5，
＋CJ=3。7E…4， PB=0。8， IS=1。0E…16， JS=1。0E…4
＋KF=400E…27 AF=1。0 NLEV=2 RS=1200
＋RD=1200 ETA=0。12 KAPPA=1。5 THETA=0。135
＋ACM=2 XJ=2。3E…7 DELTA=0。3
。end
源极跟随器的阶跃响应如下图所示，这里的超调量约为　10％。
图　8…7　源极跟随器的阶跃响应，显示了　10％的超调
一个双极晶体管射极跟随器与一个CMOS源极跟随器非常相似。因此，这里就不讲它的　
高频分析。但是，注意：共轭复根极点的问题对于双极射极跟随器，可能更加严重。
对于CMOS源极跟随器和双极射极跟随器，当出现共轭复根时，它们可以通过添加补偿　
线路消除。为了看到这点，注意式（8…18）可以写成
1　
Y =sC ＋　
g 2 1　
R　
1