CSE 577 Spring 2011 BBaassiicc AAmmpplliiffiieerrss aanndd DDiiffffeerreennttiiaall AAmmpplliiffiieerr Insoo Kim, Kyusun Choi Mixed Signal CHIP Design Lab. Department of Computer Science & Engineering The Penn State University DDoonn’’tt lleett tthhee ccoommppuutteerr tthhiinnkk ffoorr yyoouu In today’s analog design, simulation of circuits is essential because the behavior of short-channel MOSFETs cannot be predicted accurately by hand calculations. Nonetheless, if the designer avoids a simple and intuitive analysis of the circuits aanndd hheennccee sskkiippss tthhee ttaasskk ooff ggaaiinniinngg iinnssiigghhtt,, tthheenn hhee//sshhee cannot interpret the simulation results intelligently. For this reason, we say, ““DDoonn’’tt lleett tthhee ccoommppuutteerr tthhiinnkk ffoorr yyoouu..”” - Behzad Razavi Insoo Kim 2/22/2011 CCoonntteennttss Fundamentals (cid:1) Basic Amplifiers: Low Frequency Analysis (cid:1) Basic Amplifiers: High Frequency Analysis (cid:1) Differential Amplifier (cid:1) Feedback (cid:1) Insoo Kim 2/22/2011 FFuunnddaammeennttaallss Definitions (cid:2) DC Operating Point & Load line (cid:2) Large Signal Analysis vs. Small Signal Analysis (cid:2) MOSFET intrinsic Capacitances (cid:2) DDeeffiinniittiioonnss mmmmbbbb Insoo Kim 2/22/2011 DDCC OOppeerraattiinngg PPooiinntt && LLooaadd LLiinnee Insoo Kim 2/22/2011 LLaarrggee SSiiggnnaall AAnnaallyyssiiss vvss.. SSmmaallll SSiiggnnaall AAnnaallyyssiiss Large Signal Analysis (cid:1) Insoo Kim 2/22/2011 LLaarrggee SSiiggnnaall AAnnaallyyssiiss vvss.. SSmmaallll SSiiggnnaall AAnnaallyyssiiss Small Signal Analysis (cid:1) HHHHHHHHoooooooowwwwwwww ccccccccoooooooonnnnnnnnvvvvvvvveeeeeeeennnnnnnniiiiiiiieeeeeeeennnnnnnntttttttt !!!!!!!!!!!!!!!! Insoo Kim 2/22/2011 MMOOSSFFEETT IInnttrriinnssiicc CCaappaacciittaanncceess Insoo Kim 2/22/2011 ((ccoonntt’’dd)) MMOOSSFFEETT IInnttrriinnssiicc CCaappaacciittaanncceess Insoo Kim 2/22/2011