关于“自偏置”的含义
在学习基准电路的时候,我们会用到“自偏置”这样的一个定义。

可以发现,每个“自偏置”电路中,都有这么一个环,那么为什么会有这个环呢?
首先,这个环一定是正反馈环吗?不一定,正负反馈环都可以。比如下图,左边的是正反馈,右边的是负反馈(峰值型,需设置好R)。

先说结论:这个环源自于“自偏置”的定义。
为什么需要自偏置?我们希望基准与PVT无关,自偏置就是为了应对V。定义“敏感度”(Sensitivity)为基准电压百分比关于VDD百分比的变化。

(这里的Sensitivity应该区别于PSR,PSR包含频率响应,而Sensitivity只有dc量。)
敏感度越低越好。
再来说说基准源的产生。
我们知道电路的每一条支路都不可避免地要从VDD获取供电,那么一定会有从地到电源的串联分压。


观察小信号的ΔVb,这个量如果要趋于0,那么就需要r1/r2趋于无穷大,也就是说r1越大越好,r2越小越好。
这对应的其实就是电流源+电压源的搭配(小信号中)。

电压源的特性是很小的ΔV产生很大的ΔI,无论是MOS管的平方律,还是Bipolar管的指数律,都可以近似满足。
但是电流源就没那么好产生了,一般MOS电流源都需要一个偏置电压,而为了更好的Sensitivity,我们希望这个偏置电压与VDD无关。
那么从哪儿产生这个偏置电压呢?要肯定的是,这个偏置电压的产生电路不可避免地还要经过VDD,还是会有一个分压,那么我们接着采用电压源+电流源的分压形式。问题又来了,这儿又有一个电流源,它还需要一个电压来偏置。
这时我们想到,我第一步不就产生了这个很好的基准吗,我拿它来偏这个电流源岂不是更好?

自偏置电路就这么产生了,我们再理一下逻辑:
所有的电路都必须经过VDD的供电,必须由VDD的一个分压提供。当这个分压是电压源与电流源搭配的时候,基准的敏感度最小。但电流源需要偏置,偏置电路也是由VDD分压产生的,我们也希望它对VDD的敏感度小,所以也是电压源+电流源。那就又出现了一个电流源,又需要偏置,正好我们第一步就产生了一个很好的基准电压,拿它来偏这个电流源最合适不过了。
于是,这里必有一个反馈环路的存在。所谓“自偏置”,就是有个环在这里,才能“自己偏置自己”。
有个有疑问的地方,baker的教材中说以下这个图中的差分对是自偏置:

我们看它的共模:

下面那个管子的漏极与栅级之间就插了一个MOS管的VDS进去,还是可以看成一个二极管。那这其实不就是两个二极管的串联吗?何来自偏置一说呢?
我觉得这里“自偏置”的概念可能跟前面“自偏置”的概念不一样。这里指的是运放的偏置从运放本身产生,而不借助于外部电路。两个二极管串起来的电路肯定受VDD的影响大一些,但是它并不是产生基准的,而是提供放大倍数,所以只需要增益够大就行。
像下面这种我觉得才是真正的“自偏置”运放。M8到M2到M4到M7,形成了一个“自偏置”的回路。
