本文探讨了CMOS-AB类输出阶的工作原理，重点分析了其经典配置，包括MOS管的偏置电流和输出电压的计算。通过对比BJT，指出MOS结构在压摆范围上的局限性，以及如何通过共源晶体管的配置改善输出阻抗和误差。此外，还讨论了静态点参数和动态传导特性的计算方法，强调了设计中的权衡，如静态耗散功率与输出性能的关系。
电子技术——CMOS-AB类输出阶
本节我们研究CMOS-AB类输出阶。
经典配置
下图展示了一个经典的CMOS-AB类输出阶：
这个很像BJT+二极管偏置版本的AB类输出阶，在这里二极管偏置变成了 Q1Q_1Q1 和 Q2Q_2Q2 偏置。不想BJT的情况，这里 QNQ_NQN 无栅极电流，因此偏置电流 III 完全流过 Q1Q_1Q1 和 Q2Q_2Q2 ，偏置电压 VGGV_{GG}VGG 是一个和负载电流无关的常量。
我们知道：
ID1=I=12kn′(W/L)1(VGS1−Vtn)2 I_{D1} = I = \frac{1}{2}k_n'(W/L)_1(V_{GS1} - V_{tn})^2 ID1=I=21kn′(W/L)1(VGS1−Vtn)2
ID2=I=12kp′(W/L)2(VSG2−∣Vtp∣)2 I_{D2}= I = \frac{1}{2}k_p'(W/L)_2(V_{SG2} - |V_{tp}|)^2 ID2=I=21kp′(W/L)2(VSG2−∣Vtp∣)2
上述两个式子能够导出：
VGG=VGS1+VSG2=Vtn+∣Vtp∣+2I(1kn′(W/L)1+1kp′(W/L)2) V_{GG} = V_{GS1} + V_{SG2} = V_{tn} + |V_{tp}| + \sqrt{2I} (\frac{1}{\sqrt{k_n'(W/L)_1}} + \frac{1}{\sqrt{k_p'(W/L)_2}}) VGG=VGS1+VSG2=Vtn+∣Vtp∣+2I(kn′(W/L)11+kp′(W/L)21)
同样假设此时处在调平电压 vO=0v_O = 0vO=0 的情况下：
VGG=VGSN+VSGP=Vtn+∣Vtp∣+2IQ(1kn′(W/L)n+1kp′(W/L)p) V_{GG} = V_{GSN} + V_{SGP} = V_{tn} + |V_{tp}| + \sqrt{2I_Q} (\frac{1}{\sqrt{k_n'(W/L)_n}} + \frac{1}{\sqrt{k_p'(W/L)_p}}) VGG=VGSN+VSGP=Vtn+∣Vtp∣+2IQ(kn′(W/L)n1+kp′(W/L)p1)
联立能够导出：
IQ=I[1/kn′(W/L)1+1/kp′(W/L)21/kn′(W/L)n+1/kp′(W/L)p]2 I_Q = I [\frac{1 / \sqrt{k_n'(W/L)_1} + 1 / \sqrt{k_p'(W/L)_2}}{1 / \sqrt{k_n'(W/L)_n} + 1 / \sqrt{k_p'(W/L)_p}}]^2 IQ=I[1/kn′
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