电子技术——共模抑制

电子技术——共模抑制

我们在之前学习过，无论是MOS还是BJT的差分输入对，共模信号并不会改变漏极电流的大小，因此我们说差分输入对共模信号无响应。但是实际上由于各种客观非理想因素，例如电流源有限阻抗等，此时共模是影响差分输入对的。

MOS的情况

$R_{SS}$ 的影响

下图是一个MOS的差分输入对，但是电流源是有限阻抗的，阻抗大小为 $R_{SS}$ ，而且我们输入端有两个电压，一是信号本身固有的共模电压 $V_{CM}$ ，另外一个是外界干扰的共模电压 $v_{icm}$ 可能是干扰信号，也可能是噪波。我们的目的就是讨论 $v_{icm}$ 对输出电压的影响：

首先我们讨论一下 $R_{SS}$ 对偏置的影响，由于 $R_{SS}$ 的存在，流过MOS的电流要比 $I/2$ 稍稍大一些。然而一般情况下 $R_{SS}$ 都是非常巨大的，因此超出 $I/2$ 的那一部分几乎可以忽略。其次 $R_{SS}$ 对 $A_d$ 也是没有影响的，这是因为假设MOS都是完全相同的，此时源极永远都是虚拟地， $R_{SS}$ 无影响。

现在我们讨论 $v_{icm}$ 存在的影响，考虑下面的电路：

我们移除了所有的DC分量，只考虑信号作用，此时电路仍然是完全对称的，我们将MOS的漏极信号电流记为 $i$ 则流过 $R_{SS}$ 的电流为 $2i$ 。我们使用等效T模型分析：

则有：

$$v_{icm}=\frac{i}{g_m}+2i{R}_{SS}$$

所以：

$$i=\frac{v_{icm}}{1/g_m+2R_{SS}}$$

输出信号电压为：

$$v_{o1}=v_{o2}=-\frac{R_D}{1/g_m+2R_{SS}}{v}_{icm}$$

这就说明 $v_{o1}$ 和 $v_{o2}$ 是受 $v_{icm}$ 影响的，影响的比例大约为：

vovicm≃−RD2RSS \frac{v_o}{v_{icm}} \simeq -\frac{R_D}{2R_{SS}}