复习OTA
几乎所有的电工都熟知运算放大器，但是可能有不少人不太熟悉另一种重要的放大器----运算跨导放大器OTA，实际上几乎现代模拟IC芯片中，OTA是远比运算放大器OPA重要的基本增益单元，所以几乎所有的模拟IC设计书籍中都要重点介绍OTA，电工要看datasheet，所以要对OTA有所了解。
OTA与最常见的OPA之间有什么关系？看某款运放的原理图，把末级缓冲器删除，从图中2点输出，此时就是OTA，当然了，也可以直接从1点输出。
也就是说，OTA的输出节点，是高阻输出节点，而OPA的输出，是缓冲器的输出节点，所以必然是低阻节点（几十到几百欧姆）。
这个特点，决定了OTA的负载类型，是高阻（否则高阻节点就废了）而且反馈网络也必须是高阻电阻。
而OPA与之相反，多了个缓冲输出级，就能够驱动低电阻型负载，或高电容性负载，但是缓冲级是耗电大户，低功耗芯片中一般不敢用它。
总而言之，运算放大器OPA与跨导放大器的区别是：
OPA是低输出阻抗，OTA是高输出阻抗
OPA等效为压控电压源，OTA等效为压控电流源
OPA能驱动低负载电阻，和高电容负载，而OTA不能驱动低负载电阻
二者关系是：OPA=OTA+缓冲器
本帖最后由 xukun977 于 2020-3-1 19:14 编辑
基本OTA单元的分析：
虽然这里给的是双极性晶体管的实现，但是对于MOSFET的实现，分析过程和结果雷同，所以这里不区分到底是什么工艺。
一般书上都会说OTA的输出阻抗，等于rp//rn，看起来貌似是上面管子的输出阻抗，和下面管子的输出阻抗，两者并联？！
实际上，这里面是有机关的。
而且分析差分放大器时，我们经常也是直接给出RO=rp//rn，然后可得电路的增益=gm*RO
而且从差分放大器的电路上看，下图中P管的源极接电源VDD，而对交流小信号而言，VDD是对地短路的，所以输出阻抗rp的上端是接地的。
又因为下图中两管的源级是交流地，所以rn的下端是接地的。
所以总的看来，OTA的输出阻抗等于rp // rn，可谓天经地义，理所当然。
但是心里必须有点数：答案是对的，但是过程是错误的。
之前在群里发的视频，已经讲过，由于M1管的负载是二极管，所以是低阻，所以从M1管的源极看进去的阻抗，约等于1/gm1
知道源极的阻抗是1/gm1，而Rs相比较于1/gm1而言，太大而可以忽略不计，于是M2的漏端往下看到的阻抗，是Rout=2ro!!!!!!!!!
本帖最后由 xukun977 于 2020-3-1 20:14 编辑
网上搞仪器仪表DIY，我看他们写的文档，可以看出DIY的方法主要是【借鉴】，借鉴安捷伦，惠普和泰克等仪器的原理图、说明书和文档。
当然了，这也是没办法的办法。
因为即便是国内仪器大厂，也主要是靠外援提供技术支持，当然了，外援也不傻，提供给中国仪器的厂商的技术，都是已经略后或淘汰的。
例如国内两大示波器厂商，示波器最大带宽才做到1G，这个是人家20年前的技术。
本帖最后由 xukun977 于 2020-3-1 20:27 编辑
言归正传
既然M2管漏极像下看到的阻抗是2ro，那么其中通过的电流是Vx/2ro.
又因为rp的上端，确实是因接VDD和接地的，所以暂时没必要看它，最后加上即可。
电流i1=Vx/2ro会流过电流镜，于是镜像出一个同样大小的电流i2，注意方向是向上的：
所以，此时不看rp，OTA的输出阻抗是ro=rn，考虑到rp的并联，总的输出阻抗是rp // rn
所以，从最终答案是看，Ro貌似是上面P管的输出阻抗并联下面N管的输出阻抗，但对于rn的来历，牵扯到整个电路，可不是仅仅牵扯到一个管子M2
也就是说，上面基于电流镜的差分放大器，并非严格对称的，两个管子源端并非理想的虚地。
真正的对称结构是下图，这是最基本的OTA结构：
但是上图有个问题：差分对的负载电流之和，不可能刚好等于尾电流！想要电流镜没有丝毫的误差是不可能的。
这个不相等，势必强迫管子改变VDS，通过二阶效应来调整电流的分配，但是二阶效应沟道长度调制，对电流的影响是较小的，于是意味要想改变很小的电流，VDS就要改变很大，这很有可能导致管子被迫离开饱和有源区。
于是这个共模电平是不稳定的问题，需要通过添加共模反馈环路来解决。这就是共模反馈CMFB的需求根源。
恭喜楼主复出！{:lol:} 虽然很基础，但这种图文并茂贴近实际的好贴必须顶！ 呵呵还是干你的电路
别再推中医药了 学习
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