套筒式与折叠式共源共栅级

对应：0258–0259。

0258：上下两个共源共栅级阻抗并联

下方 NMOS 堆栈的阻抗

R_N=r_{o1}+r_{o2}+(g_{m2}+g_{mb2})r_{o1}r_{o2}.

上方 PMOS 堆栈同理为 $R_P$ （使用相应器件参数及正值跨导）。输出看到

R_{\rm out}=R_N\parallel R_P.

只有 $R_N=R_P$ 才有 $R_{\rm out}=R_N/2$ ；再忽略体效应与独立 $r_o$ 项，才到教材

R_{\rm out}\simeq\tfrac12g_{m2}r_{o1}r_{o2}.

输入电流传递跨导 $G_{\rm eff}$ 由 13 组求出，通常近似 $g_{m1}$ ：

a_v\simeq-\frac{g_{m1}R_{\rm out}}{1+sR_{\rm out}C_L},\quad BW=\frac1{2\pi R_{\rm out}C_L},\quad GBW\simeq\frac{g_{m1}}{2\pi C_L}.

理想 long-channel 饱和要求的输出范围：

V_{OV1}+V_{OV2}\lesssim V_O \lesssim V_{DD}-V_{OV3}-V_{OV4}.

每管 $V_{OV}\simeq0.2$ V 时，可用范围约 $V_{DD}-0.8$ V。这是给定偏置的电压裕量估计，不是跨工艺常数。

M1 漏极接节点 $x$ ；上方电流源提供 $I_{B1}$ ；PMOS M2 从 $x$ 把电流送往输出，输出另由 $I_{B2}$ 吸走偏置。

I_{D1}+I_{D2}=I_{B1},\quad I_{D2}=I_{B2} \Rightarrow I_{D1}=I_{B1}-I_{B2}.

若选 $I_{B1}=2I_{B2}$ ，两管电流相同； $I_{B1}/2$ 是设计选择，不是拓扑必然。

有限偏置源下， $x$ 点原始阻抗

R_x=r_{o1}\parallel r_{B1}.

从 M2 漏极看入的共源共栅级支路

R_{\rm branch}=r_{o2}+[1+(g_{m2}+g_{mb2})r_{o2}]R_x.

输出还要与下方电流源阻抗并联：

R_{\rm out}=R_{\rm branch}\parallel r_{B2}.

理想 $r_{B1},r_{B2}\to\infty$ 、 $g_{mb2}=0$ 、高本征增益时，才得到原图 $R_{\rm out}\simeq g_{m2}r_{o1}r_{o2}$ 。

输入变大会让 M1 多吸电流，使供到输出的 PMOS 电流变少，故本图电压增益仍反相。把输入电流有效传递率近似为 1 后：

a_v\simeq-\frac{g_{m1}R_{\rm out}}{1+sR_{\rm out}C_L},\qquad GBW\simeq\frac{g_{m1}}{2\pi C_L}.

幻灯片	PDF 页	书本页	讲解所在 PDF 页
0258	79	80	79
0259	80	81	79, 80

本推导组的代表模型已完成 Spectre 验证；覆盖范围以所列网表为准，未逐一搭建所有幻灯片电路。

线性 AC 2 · MOS 电路 0 · 极零 0 · 瞬态 0：所列检查全部通过。

案例：telescopic、folded