一、关于工作区的探讨
差动放大器是最重要的电路发明，可以追溯到真空管时代。由于差动放大具有许多有用的特性，已成为当代高性能模拟电路和混合信号电路的主要选择。
本章讨论CMOS差动放大器的分析和设计，在询问信号的单端放大和差动放大后，介绍了基本差动对，并分析了其大信号和小信号的特性。然后，引入共模抑制比的概念，推导差动放大器共模抑制比的计算公式。
然后，我们研究了二极管连接的晶体管是负载差动对、电流源和共源共栅差动对。最后，我们讨论了吉尔伯特单元(Gibert ceil)。
1 基本差动对
结合两个相同的单端信号路径，分别处理两个差动相位信号。 优点：电源噪声抑制高，输出摆幅大等。 缺点：当共模干扰较大或仅直流共模电平设置不良时，M1和M偏置电流也会发生变化，导致设备的跨导和输出共模电平发生变化。 跨导的变化会相应地改变小信号增益，而输出共模电平相对于理想值的偏小值实际上可能会使M1和M2管截止，导致输出端严重失真。
2 基本双端输入差动对
优点：使装置的偏置电流受输人共模电平的影响尽可能小。  工作机理： 本质上是Vin从小到大，逐渐被导通，Vin从大到小，逐渐被关闭。 此时差动对的共模电平与其无关，仅与尾电流有关。 大信号模型分析
3 MOS负载差动对
差动对的负载不需要用线性电阻来实现。与第三章讨论的共源电路一样，差动对可以用二极管连接MOS或电流源负载。 优点：面积小，阻值大，上K。 半边电路概念可以获得小信号差动增益。.32(a)所示电路， 二、差分放大器实际上被称为运放，单级运放 单端和双端输出的低频小信号实际增益相同。在亚微米条件下，很难超过20。u*3M=18)带宽通常由CL来决定。gm/CL=(u/n=K,u/p=10^6=M，u/f=10 ^9=G) 请注意,图9.6(a)电路呈现镜像极点(见第5章)，图9.6(b)电路没有这个极点。还要注意这两种电路反馈系统在稳定性上的严格差异(第10章)。
M3和M4形成电流镜，它们的栅极，即节点E，有一个极点，因为它存在于电流镜的栅极中，所以它被命名为镜像极点，反映了电流镜的存在。 它的大小也很容易估计，大约等于gm3/CE。
因为镜像极点的两倍频率伴随着零点(为什么是两倍？razavi书中用两条快慢通道并联解释，简单计算即可获得；sansen书中说高频时增益降到原来的一半，所以2倍频处一定有零点。）一般只需将镜像极点推到单位增益带宽之外即可，比如推到3GBW处。如果你模拟它，你可以简单地画一个5管OTA，收缩负载管L，从波特图可以观察到镜像极点的位置变化及其对相位裕度的影响，从而改变其特征频率和镜像极点的位置。
二、镜像极点分析
适用对象：OTA单端输出，双端输出没有镜像极点。 理解1:慢通路并联产生的一个零点。 理解2: 当输出电流为0时，两个电流相等。 i 4 = V E / ( 1 / g m ) i4=VE/(1/gm) i4=VE/(1/gm) i x = V E / ( 1 / C S / / 1 / g m ) ix=VE/(1/CS//1/gm) ix=VE/(1/CS//1/gm) 所以 i 4 = ? g m V E i4=-gmVE i4=−gmVE i x = （ C S + g m ） V E ix=（CS+gm）VE ix=（CS+gm）VE 在高频处,因为电流镜不能接收更多的电流,所以输出电流要除以2。这种除以2可以用极-零点对表示,其中零点频率是极点频率的两倍。 零点极大地补偿了极点的相移,结果是相移仅有微小的改变,因此极-零点对对相位裕度的影响可以忽略了。
1 非主极点
注：非主极点是由于节点2处的晶体管电容所产生，但是高频的时候产生输出电流为零，电流镜不能接收更多的电流，所以两边的输出电流相同且反向，说明的是电压放大器的其它电容已经被忽略。 高频极点在比增益带宽积高出很多的位置。节点2处的电容 C n 2 C_{n2} Cn2确实产生了一个极点,但同时也产生了一个零点。 在高频处,因为电流镜不能接收更多的电流,所以输出电流要除以2。这种除以2可以用极-零点对表示,其中零点频率是极点频率的两倍。 需要说明的是电压放大器的其它电容已经被忽略。 零点极大地补偿了极点的相移,结果是相移仅有微小的改变,因此极-零点对对相位裕度的影响可以忽略了。 非主极点的位置很容易得到,节点2处的电阻是1/gm3,节点处2的晶体管电容之和是Cn2。
对于MOST,电容CDB大约等于 C G S C_{GS} CGS,因此Ca2中的四个电容都取相等,即电容Cn2大约是四倍的CGs3。这是个总体近似又较为方便的处理方法。
非主极点 f n d f_{nd} fnd大约只是 f T 3 f_{T3} fT3的1/4,这是节点2影响不大的第一个原因,因为非主极点放在比增益带宽积高出很多的位置。
第二个原因 节点2处的电容 C n 2 C_{n2} Cn2确实产生了一个极点,但同时也产生了一个零点。 单端输出差分放大器另一端的对地电容不仅在 f n d f_{nd} fnd频率处产生一个极点,也在 2 f n d 2f_{nd} 2fnd频率处产生了一个零点。 在高频处,因为电流镜不能接收更多的电流,所以输出电流要除以2。这种除以2可以用极-零点对表示,其中零点频率是极点频率的两倍。 需要说明的是电压放大器的其它电容已经被忽略。 零点极大地补偿了极点的相移,结果是相移仅有微小的改变,因此极-零点对对相位裕度的影响可以忽略了。 结果,节点2处的电容Cn2可以被忽略了。
现在重点讨论晶体管级的CMOSMiller OTA 的设计。同样将研究增益、带宽和增益带宽积,另外必须确保补偿电容能产生足够的极点分离作用,使 f n d f_{nd} fnd超过GBW。
2 快慢通路与戴维安等效物理分析
单端输出的频率特性，零极点分析。
这个零点也可以用图6.15(习题6.15)的另一种方法得到。
参考：用戴维南等效替换输入差动对