摘要 模拟集成电路设计必须在多种参数之间进行折中。大多数情况下，速度和包括增益、 功率、噪声等在内的其他参数是相互影响的。同时，由于对高速电路的强劲需求，如何 将模拟电路设计推向更高频率一直挑战着设计者。因此，理解各种电路的频率响应和速 度限制因素是十分必要的。 绝大多数模拟电路是由差分对、电流镜等基本电路单元构成的，本论文只考察这些 基本电路。他们通常包含两个节点，有时包含三个节点，因此传输函数是两阶的，有时 是三阶的。两阶系统可以代表绝大多数放大器，因此被详细讨论。在本文中，基本放大 器根据包含的晶体管数目划分为，单管放大器：共源放大器、源极跟随器（共漏放大器）、 共栅放大器：双管放大器：电流镜、反相放大器、共源共栅放大器和差分对。 本文完成工作： 在推导上述基本电路的传输函数表达式时我们使用了一定技巧：首先使用节点分析 法得到各节点方程，然后利用克莱姆法则求解矩阵方程组。利用波特图和零极点位置图 来研究高频特性。为研究电路中某个指定参数对频率特性的影响，以该参数的不同取值 重复作波特图多次。零极点位置图给出了以某个指定参数为变量的指定传输函数的零极 点变化。它为分析该参数对高频特性的影响提供了有力工具，也可以清楚地解释不稳定 区域、零极点抵消点等概念。 首先，本文回顾了单管放大器的低频特性和包含器件电容的晶体管高频小信号模型。 其次，分析了单管放大器的频率特性。虽然看起来过于简单，但是单管放大器已经包含 两个极点，可以代表所有的两阶放大器。源极跟随器可用作阻抗转换级，将仔细研究它 的从高阻抗到低阻抗缓冲能力随着频率的变化。从低阻抗到高阻抗转换可以通过共栅放 大器实现。详细讨论包括增益、输入输出阻抗在内的传输函数特性。其他重要的现象， 比如极点分离在这些简单电路结构中也会涉及。然后，双管放大器的频率响应也会被详 细讨论。电流镜在构建放大器的偏置电路和有源负载方面极其重要，它的最简单的形式 由两个晶体管构成。接着讨论的是非常著名的反相放大器、共源共栅放大器和模拟电路 中最重要的基本单元电路差分对。最后，研究电流镜对差分对频率特性的影响，以及增 益自举共源共栅放大器的频率响应特性，引入了零极点偶对的概念。还将给出关于如何 作零极点位置图的详细的例子。I 摘要 模拟集成电路设计必须在多种参数之间进行折中。大多数情况下，速度和包括增益、 功率、噪声等在内的其他参数是相互影响的。同时，由于对高速电路的强劲需求，如何 将模拟电路设计推向更高频率一直挑战着设计者。因此，理解各种电路的频率响应和速 度限制因素是十分必要的。 绝大多数模拟电路是由差分对、电流镜等基本电路单元构成的，本论文只考察这些 基本电路。他们通常包含两个节点，有时包含三个节点，因此传输函数是两阶的，有时 是三阶的。两阶系统可以代表绝大多数放大器，因此被详细讨论。在本文中，基本放大 器根据包含的晶体管数目划分为，单管放大器：共源放大器、源极跟随器(共漏放大器)、 共栅放大器；双管放大器：电流镜、反相放大器、共源共栅放大器和差分对。 本文完成工作： 在推导上述基本电路的传输函数表达式时我们使用了一定技巧：首先使用节点分析 法得到各节点方程，然后利用克莱姆法则求解矩阵方程组。利用波特图和零极点位置图 来研究高频特性。为研究电路中某个指定参数对频率特性的影响，以该参数的不同取值 重复作波特图多次。零极点位置图给出了以某个指定参数为变量的指定传输函数的零极 点变化。它为分析该参数对高频特性的影响提供了有力工具，也可以清楚地解释不稳定 区域、零极点抵消点等概念。 首先，本文回顾了单管放大器的低频特性和包含器件电容的晶体管高频小信号模型。 其次，分析了单管放大器的频率特性。虽然看起来过于简单，但是单管放大器已经包含 两个极点，可以代表所有的两阶放大器。源极跟随器可用作阻抗转换级，将仔细研究它 的从高阻抗到低阻抗缓冲能力随着频率的变化。从低阻抗到高阻抗转换可以通过共栅放 大器实现。详细讨论包括增益、输入输出阻抗在内的传输函数特性。其他重要的现象， 比如极点分离在这些简单电路结构中也会涉及。然后，双管放大器的频率响应也会被详 细讨论。电流镜在构建放大器的偏置电路和有源负载方面极其重要，它的最简单的形式 由两个晶体管构成。接着讨论的是非常著名的反相放大器、共源共栅放大器和模拟电路 中最重要的基本单元电路差分对。最后，研究电流镜对差分对频率特性的影响，以及增 益自举共源共栅放大器的频率响应特性，引入了零极点偶对的概念。还将给出关于如何 作零极点位置图的详细的例子