复旦大学：《模拟集成电路设计原理 Principle of Analog Integrated Circuit Design》课程教学资源（电子教案课件讲稿）Chapter 11 基本晶体管级的非线性

版权©2014，版权所有，侵犯必究 基本晶体管电路的非线性 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -142- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -142- 基本晶体管电路的非线性

版权©2014，版权所有，侵犯必究 什么是失真？ 失真包括线性失真和非线性失真。 CM3 Ch1 Ch2 Ch1 Ch2 f 频道串扰川 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -143- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -143- 什么是失真？ c c 3 失真包括线性失真和非线性失真。 频道串扰!!!

版权©2014，版权所有，侵犯必究 目录 ●定义：HD,IM,交调，点 ●MOS管的非线性 口单端放大器 口差分放大器 。双极型晶体管的非线性 ·负反馈能够减小非线性 ·运算放大器的非线性 ·其他非线性和准则 Ref.:W.Sansen Analog Design Essentials,Springer 2006 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -144- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -144- Ref.: W. Sansen : Analog Design Essentials, Springer 2006 目录  定义：HD, IM, 交调点  MOS管的非线性 单端放大器 差分放大器  双极型晶体管的非线性  负反馈能够减小非线性  运算放大器的非线性  其他非线性和准则

版权©2014，版权所有，侵犯必究 线性失真-1 High-pass filter out VOUT 凶 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -145- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -145- 线性失真-1 OUT out in v v IN

版权©2014，版权所有，侵犯必究 线性失真-2 Low-pass filter out VOUT 牙 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -146- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -146- 线性失真-2 OUT out in v v IN

版权©2014，版权所有，侵犯必究 非线性失真 ←VoUT Q:静态工作点 VOUT Expanded t Rounded or Compressed VIN N 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -147- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -147- 非线性失真 Q：静态工作点

版权©2014，版权所有，侵犯必究 “软”非线性和“硬”非线性 十VoUT ◆VouT VOUT VOUT Soft no-linearity Hard no-linearity VIN VIN ViN VIN 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -148- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -148- “软”非线性和“硬”非线性

版权©2014，版权所有，侵犯必究 非线性：指数表达式 VOUT VOUT VN(t)→Vour(t) t Soft no-linearity VIN VIN VoUT(t)=ao+a ViN +azviN agviN +.. 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -149- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -149- 非线性：指数表达式 vt v t IN OUT ( ) ( )      2 3 OUT 0 1 IN 2 IN 3 IN v t( ) ... α α v α v α v

版权©2014，版权所有，侵犯必究 系数a,C,C2,… y=a0+Qu+a2u2+a3ú3+. =ylu-o 01= dy du u=0 d2 1d2y 1dy 2 du? 3= u=0 6 du u=0 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -1410- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -1410- 系数α0，α1 ，α2 ，…     2 3 01 2 3 y α α u α u α u ...  0  u 0 α y  1  0 d d u y α u   2 2 2 0 1 d 2 d u y α u 3 3 3 0 1 d 6 d u y α u  

版权©2014，版权所有，侵犯必究 谐波失真定义：HD y=00+a,u+Q2u2+033+.. u Ucos wt c0s2x=1/2(1+c0s2x) cosx=1/4(3cosx+cos3x) y-ao+(Q,+a,U")Ucoswt+ U'os2wi+4Vos3at+- 2 HD2 102 13U2 201 HD3 401 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -1411- 唐长文

复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权所有，侵犯必究 -1411- 谐波失真定义：HD     2 3 01 2 3 y α α u α u α u ... u U cosωt         2 3 cos 1 2 1 cos2 cos 1 4 3cos cos3 x x x xx 2 01 3 2 2 3 3 3 ( ) cos 4 cos2 cos3 ... 2 4 y αα α U U ωt α α U ωt U ωt       2 2 1 1 2 α HD U α  3 2 3 1 1 4 α HD U α