為你的輸入找到最合適的匹配

　　T博士：你不能只是投入更多的電流?

　　Dave：事實上，我們在功率預(yù)算方面比較緊張，所以我不得不另謀出路。

　　T博士：那么你做了什么?

　　Dave：哦，幾些天我在電腦前非常發(fā)愁，在嘗試一種舊的雙極方法之前，抱怨各種SPICE模擬器是不合時宜的。讓我來解釋一下。這個問題源于一個采用龐大輸入器件的CMOS放大器。CMOS的gm(增益)要比雙極器件更低，所以我們經(jīng)常通過使用非常大的器件來進行補償。

　　T博士：聽起來電容也應(yīng)該很大。

　　Dave：沒錯。放大器的輸入電容幾乎達到了微微法(這對一個高速視頻放大器來說是很大的)。

　　T博士：所以我們通常用一個反饋電容來補償以防止峰化(peaking)。

　　Dave：確實如此!但問題是，輸入電容會隨信號電壓而變化，其影響大到足以引起失真。

　　T博士：是不是就沒有辦法平衡它了呢?

　　Dave：起初我認為可能沒有。我們經(jīng)常通過使一些東西成比例(ratiometric)的方法，來減少IC設(shè)計中的失真和需要控制的東西。也就是說，電路的一部分是另一個部分的一個簡單倍數(shù)(simple multiple)，即增益的結(jié)果是簡比(simple ratio)的。

　　T博士：這個聽起來很有趣，但它是如何工作的呢?

　　Dave：這就像我們的標準反饋方程，其中Gain = Rf/Rin。一個芯片上的RF和Rin會因溫度和工藝而有所不同。有一些芯片的Rf為10k，另一些將為8.756k，但我們需要的增益是不變的。如果我們用某種材料制作一個電阻(P多晶硅或N多晶硅等)，并使其成為一定形狀，最終將為1k左右。如果我們把10個Rf串聯(lián)在一起，我們將得到約10k。如果我們把5個Rin串聯(lián)在一起，我們將得到約5k。這使我們的增益達到了2。但是值得注意的是，由于Rf和Rin是出于相同的“單位電阻”，因而不管實際電阻值如何變化，電阻率都是相同(等于2)。我們把它叫做比例，而我們感興趣的結(jié)果-增益，只取決于該比率，而不是電阻的絕對值。

　　T博士：這個就像一個帶隙(bandgap)中的二極管比率(diode ratio)。

　　Dave：沒錯!簡單比率很好地控制了工藝、溫度和信號變化。最終，我發(fā)現(xiàn)在這個電路中負輸入端到放大器的阻抗約為10k，而正輸入端的阻抗非常低，大約為100歐姆。

　　T博士：慢著，這是因為這是一個CMOS放大器，而不是輸入電容嗎?

　　Dave：是的，但它們是由一個帶有輸出阻抗的源(前級輸出可能是另一個晶體管)驅(qū)動的。

　　T博士：當然。這在電路中創(chuàng)建了一個節(jié)點。

　　Dave：我知道你喜歡談?wù)摴?jié)點，所以讓我們聽聽你的高見。

　　T博士：信號路徑通過序列節(jié)點流經(jīng)一個電路。每個節(jié)點都具有儲存電荷(電容)和耗散電荷(電阻)的能力。這些值的乘積得出了該節(jié)點的時間常數(shù)。該時間常數(shù)的倒置就是極點(以弧度/秒表示)。

　　Dave：沒錯。因此，我們的放大器在兩個輸入節(jié)點上都有極點，一個極點出自反饋阻抗和輸入電容C，而其他極點出自源阻抗和輸入電容C。

　　T博士：難道這些都是不一樣的嗎?

　　Dave：這就是問題。如果它們是一樣的，那么它們往往會抵消。

　　T博士：噢，是的。復雜版的Rf/Rin是Zf/Zin……如果它們相同，增益也相同(平坦)。