北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（模拟集成电路原理与设计）第八章 反馈

上一讲 +T/2 口噪声的统计特性 7-yoTJ-T/2x(t) dt Im 平均功率 ☆噪声谱(功率谱密度PSD) Sn ◆幅值分布(时域) 今相关噪声源和非相关噪声源 口噪声的类型 4kTR(Af) ◇环境噪声和器件噪声 2 4kT 热噪声和闪烁噪声 (4f) R 2 k 1 n Mos Cor wL f n MOs 47(=8n) 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 1 上一讲 噪声的统计特性 平均功率 噪声谱（功率谱密度PSD ） 幅值分布（时域） 相关噪声源和非相关噪声源 噪声的类型 环境噪声和器件噪声 热噪声和闪烁噪声 Pav  limt 1 T x 2 ( t )dt  T / 2  T / 2  ( ) 4 4 ( ) 2 2 f R kT I V kTR f n n     ) 3 2 4 ( 2 n,MOS g m I  kT C WL f K V ox n MOS 2 1 , 

上一讲 口电路中噪声的表示 n Noiseless Circuit 口单级放大器中的噪声 ◆共源、共栅、共漏、共源共栅 口差分对中的噪声 口噪声带宽 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 2 上一讲 电路中噪声的表示 单级放大器中的噪声 共源、共栅、共漏、共源共栅 差分对中的噪声 噪声带宽

模拟集成电路原理与设计 第8章反馈 陈中建 chenziapku. edu.cn 62759051,理科2号楼2619 微电子学系

3 模拟集成电路原理与设计 第 8章 反馈 陈中建 chenzj@pku.edu.cn 62759051，理科 2号楼2619 微电子学系

授课内容 绪论,2学时 重要性、一般概念 器件物理基础,2学时 MOSFET结构、IV特性、二级效应、器件模型 单级放大器,5学时 共源、共漏、共栅、共源共栅 EDA系统使用常识 和设计实习实例演示,2学时 做设计实习所需软硬件系统的使用 差动放大器,3学时 定性分析、定量分析、共模响应、吉尔伯特单元 无源有源电流镜,2学时 基本/共源共栅/有源电流镜 放大器的频率特性,4学时 弥勒效应、极点与节点关系、单级放大器频 率特性分析 噪声,4学时 统计特性、类型、电路表示、单级放大器 噪声分析、噪声带宽 期中考试2学时,评卷1学时。习题课若干学时 反馈,6学时 特性、四种反馈结构、负载影响、对噪声的影响 运算放大器,6学时 性能参数、一级运放、两级运放、各指标分析 稳定性和频率补偿,6学时 多极点系统、相位裕度、频率补偿 版图,3学时 叉指、对称、ESD等 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 4 授课内容 绪论， 2学时 重要性、一般概念 单级放大器， 5学时 无源/有源电流镜， 2学时 差动放大器， 3学时 放大器的频率特性， 4学时 噪声， 4学时 运算放大器， 6学时 反馈， 6学时 稳定性和频率补偿， 6学时 版图 ， 3学时 共源、共漏、共栅、共源共栅 定性分析、定量分析、共模响应、吉尔伯特单元 弥勒效应、极点与节点关系、单级放大器频 率特性分析 统计特性、类型、电路表示、单级放大器 噪声分析、噪声带宽 特性、四种反馈结构、负载影响、对噪声的影响 性能参数、一级运放、两级运放、各指标分析 叉指、对称、ESD 等 多极点系统、相位裕度、频率补偿 器件物理基础， 2学时 MOSFET结构、IV特性、二级效应、器件模型 基本/共源共栅/有源电流镜 EDA系统使用常识 和设计实习实例演示， 2学时 做设计实习所需软硬件系统的使用 期中考试 2学时，评卷 1学时。习题课若干学时

本讲反馈 口概述 ☆反馈电路特性 放大器的种类 ◇检测和返回机制 反馈结构 ◇电压一电压反馈 电流一电压反馈 电压一电流反馈 电流一电流反馈 口负载的影响 二端口网络模型 ☆电压一电压反馈中的负载 电流一电压反馈中的负载 电压一电流反馈中的负载 ☆电流一电流反馈中的负载 ◆负载影响小结 口反馈对噪声的影响 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 5 本讲 反馈  概述  反馈电路特性  放大器的种类  检测和返回机制  反馈结构  电压－电压反馈  电流－电压反馈  电压－电流反馈  电流－电流反馈  负载的影响  二端口网络模型  电压－电压反馈中的负载  电流－电压反馈中的负载  电压－电流反馈中的负载  电流－电流反馈中的负载  负载影响小结  反馈对噪声的影响

本章要求 口负反馈电路的特性 ☆增益灵敏度、终端阻抗、带宽、非线性的变 化规律 口反馈网络理想时 ☆掌握四类反馈结构的开环増益、闭环増益、 输入/输出阻抗的推导方法 口反馈网络有负载效应时 ◆掌握四类反馈结构的对应的反馈网络模型 开环增益、闭环增益、输入/输出阻抗的推 导方法 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 6 本章要求 负反馈电路的特性 增益灵敏度、终端阻抗、带宽、非线性的变 化规律 反馈网络理想时 掌握四类反馈结构的开环增益、闭环增益、 输入 /输出阻抗的推导方法 反馈网络有负载效应时 掌握四类反馈结构的对应的反馈网络模型、 开环增益、闭环增益、输入 /输出阻抗的推 导方法

为什么要学习反馈知识? 口发明于1921年 ☆负反馈放大器 美国 Harold black 口广泛用于电路系统中 ◆负反馈提高电路信号处理精度 ☆正反馈实现振荡电路 口本章只研究负反馈 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 7 为什么要学习反馈知识？ 发明于1921 年 负反馈放大器 美国Harold Black 广泛用于电路系统中 负反馈提高电路信号处理精度 正反馈实现振荡电路 本章只研究负反馈

负反馈系统概述 口四大构成 心前馈放大器,又称前馈网络-→m) H(s)称为开环传输函数 G(s) 反馈网络G(s) 本书中G(通常是与频率无关的量,常用B表示, 称为反馈系数 ☆反馈误差产生电路:K()-G)Y() ◆输出信号的检测 Y(S)=H(SIX(s)-G(s)Y(s)] Y(s)/X(s)称为闭环 Y(S H(s 传输函数 X(s) 1+G(s)H(s) 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 8 负反馈系统概述 四大构成 前馈放大器，又称前馈网络  H （ s）称为开环传输函数 反馈网络 G （ s ）  本书中G(s)通常是与频率无关的量，常用 B表示， 称为反馈系数 反馈误差产生电路： 输出信号的检测 Y(s)/X(s)称为闭环 传输函数

本讲反馈 口概述 ☆反馈电路特性 放大器的种类 ◇检测和返回机制 反馈结构 ◇电压一电压反馈 电流一电压反馈 电压一电流反馈 电流一电流反馈 口负载的影响 二端口网络模型 ☆电压一电压反馈中的负载 电流一电压反馈中的负载 电压一电流反馈中的负载 ☆电流一电流反馈中的负载 ◆负载影响小结 口反馈对噪声的影响 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 9 本讲 反馈  概述  反馈电路特性  放大器的种类  检测和返回机制  反馈结构  电压－电压反馈  电流－电压反馈  电压－电流反馈  电流－电流反馈  负载的影响  二端口网络模型  电压－电压反馈中的负载  电流－电压反馈中的负载  电压－电流反馈中的负载  电流－电流反馈中的负载  负载影响小结  反馈对噪声的影响

增益灵敏度降低 口A图 ◇无反馈的共源放大级 令电压增益Av为- gr ◆Av随工艺和温度变化,不稳定 口B图 ◆带反馈的放大级 out M 北大微电子学系一陈中建一模拟集成电路原理

北大微电子学系－陈中建－模拟集成电路原理 10 增益灵敏度降低  A 图 无反馈的共源放大级 电压增益Av 为-gm1 ro1 Av随工艺和温度变化，不稳定  B 图 带反馈的放大级