Introduction

Properties of Ideal Amplifier

First-Order Op-Amp

Fundamental Circuit Structure

电路结构图

增益

$$ \begin{equation} A_v \approx g_{mN} (r_{oP} || r_{oN}) \end{equation} $$

Telescope Cascode Op Amp

电路图

增益

$$ \begin{equation} A_v \approx g_{mN} [ (g_{mN} r_{oN}^2)|| (g_{mP} r_{oP}^2)] \end{equation} $$

Output Swing

• To saturate $M_2, M_4$

$$ \begin{aligned} V_{out} &\ge V_b- V_{TH4} \\ V_X &\ge V_{out} - V_{TH2} \end{aligned} $$

$$ \begin{equation} V_b - V_{TH4} \le V_{out} \le V_b - V_{GS4} + V_{TH2} \end{equation} $$

• Poles $\uparrow$

Folded Cascode Op Amp

电路结构

$$ \begin{aligned} I_{SS1} &= I_{SS} + \frac{ I_{D3} }{ 2 } \end{aligned} $$

进阶版

1. 电路图 增益

$$ \begin{equation} A_v \approx g_{m1} \lbrace [(g_{m3} + g_{mb3})r_{o3} (r_{o1} || r_{o5})] || [(g_{m7} + g_{mb7}) r_{o7} r_{o9} ] \rbrace \end{equation} $$

2. 特点

• 增益相比Telescope Cascode Op Amp 小了 2 - 3 倍

• 由于增加了$C_{GD5}$和$C_{DB5}$，极点更加靠近原点

• 使用NMOS作为输入器件

• 折叠点X对应的极点更低，由$\dfrac{ 1}{ g_{m3} + g_{mb3} } \downarrow$和 总电容($\uparrow$) 决定

Second-Order Op-Amp

基本电路结构

$A_v = A_{v1} \cdot A_{v2}$