原理分析
M3、M4工作在饱和区,M1、M2可以工作在饱和区也可以工作在亚阈值区。
两边电流相等,M3、M4尺寸相等,Vgs2<Vgs1,所以M2的尺寸应该比M1的尺寸大才能保证两边电流相等。K为M2和M1的尺寸比。
当M1和M2工作在饱和区时,
M1和M2的栅极电压相等,即Vgs1=Vgs2
忽略体效应,Vth1=Vth2,
可得
理论上,电流与电源电压无关。
反馈极性
那么上图两种结构,哪种结构是正确的呢?
第一种结构,将M3栅极断开,当M3栅极电压升高时,V1电压降低,导致V2电压升高,正反馈。
第二种结构,将M4栅极断开,当M4栅极电压升高时,V2电压降低,导致V1电压升高,正反馈。
两种结构都是正反馈的情况下,哪种结构是正确的呢?
环路增益
第一种结构:
第一级增益等于,第二级增益为
环路增益为:
假设gm3=gm4,则
LG<1,环路稳定。
第二种结构:
第一级增益为,第二级增益为
环路增益为:
LG>1,环路不稳定。