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標題: 请问哪一幅图是正确的？(分析正负反馈) [打印本頁]
作者: semico_ljj    時間: 2008-10-29 01:40 PM
標題: 请问哪一幅图是正确的？(分析正负反馈)
请问两幅图中的哪一幅是正确的（答案我知道），但是怎么分析正负反馈，有点糊涂了，请大家指点！谢谢！
! z, L. V& n9 U4 s1 H4 o, j谢谢！
作者: semico_ljj    時間: 2008-10-29 01:42 PM
这是一个典型的涉及稳定反馈的问题！请了解的大大分析一下！
作者: fmgay    時間: 2008-10-29 08:39 PM
以第一幅图为例：6 R! W- j' q4 Z0 [9 g4 D5 i1 T7 H' `
M0，M1，M14，M15组成一个环路。首先，环路是负反馈环路。只要环路增益小于1，则环路就可以稳定在直流工作点上。
' v, y5 t' `$ r: S( P8 N: p因此，可以将环路断开，然后计算环路的增益。
( I% ?3 f) y/ M, k5 J) U可以在环路中的任何点断开，我这里从M0的栅极断开，然后加入加入小信号电压，看M15的漏极(也是栅极，也是M0的栅极)的电压增益。
( n2 O( @0 Q/ n& ?9 u0 D- e# o, y不难推出：+ H8 X3 ]  d8 r# H
A1＝gm(m0)/(1+gm(m0)*(R0+rbe(Q1)))＊（1/gm(m15)+rbe(Q0)）- z# q. Q; Z" ^
& J, [" x% l1 v9 x" {
同理，可以算出snap2中：9 P2 {) ]) o9 x2 h, ?% D: L) a
A2＝gm(m15)/(1+gm(m15)*(rbe(Q0)))＊（1/gm(m0)+R0+rbe(Q1)）
" U) H4 O; `6 l* m比较两个结果可以发现，A2>A1
8 {0 @3 S! ?$ B因此，snap1应该是正确的。
3 e! X! x$ i) i7 g
5 A  [) Y6 v6 W8 A+ `0 {＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊9 R0 A+ G6 C/ h% ~
这是一个很funny的话题，欢迎讨论。
作者: hongmy    時間: 2008-11-1 02:44 PM
这个环路不是负反馈环路，是正反馈环路，我看很多人都说这个是负反馈，我不认同。+ s; c' o; t* l) }$ ^

1 ]0 U* z) ?7 }这个正反馈环路稳定的条件，或者说是收敛的条件为环路增益小于1，刚好和我们振荡的基本条件相反。
  r) T4 V8 W& ]要达到环路增益小于1，只需要把环路断开，加入一个信号，测试另外一边断点的输出点即可。在这个电路中主要考虑有电阻的支路，从电阻向下看，右边的阻抗要高于左边的，所以，两种结构的差异是第一个图分子小于分母，使得环路增益小于1，另一个是分母小于分子。4 |2 r# `5 K1 v' W! D/ C
6 \- J; P* w/ n8 l; ^
所以，第一个正确。7 Y0 d! m0 W+ I+ G2 z+ c

- x- d6 j, u/ x/ @; f  i
) s# l' v6 T; r
/ ]" u" O9 e* }; s4 v6 G6 x( [" D& K3 k
quote]原帖由 fmgay 於 2008-10-29 08:39 PM 發表 2 y- u8 M% L! t
以第一幅图为例：
2 Q2 \& F8 f3 t; e' ?3 c9 k- x6 UM0，M1，M14，M15组成一个环路。首先，环路是负反馈环路。只要环路增益小于1，则环路就可以稳定在直流工作Ġ ... [/quote]
作者: semico_ljj    時間: 2008-11-1 03:03 PM
其实我的理解（倾向）是既有正反馈也有负反馈，Razavi书中对图11.9，不是写出两组公式，一个是正反馈，一个是负反馈，只要负反馈大于正反馈就可以了！我觉得上面的图可能也可以用类似方法去推理，但是目前还没成效！所以听听大家的看法！
作者: hongmy    時間: 2008-11-1 06:24 PM
确实，这个电路里面有正反馈的分量，也有负反馈的分量，但最后肯定是正反馈大于负反馈，所以我说这个电路是正反馈。
作者: anita66    時間: 2008-11-3 11:40 AM
高手高手,分析蠻仔細的.... 感謝大大無私分享, 3Q~
作者: 151466528    時間: 2008-11-3 05:57 PM
原帖由 hongmy 於 2008-11-1 02:44 PM 發表 # o) O0 P1 w7 e
这个环路不是负反馈环路，是正反馈环路，我看很多人都说这个是负反馈，我不认同。9 D! O0 W. t: _7 o. `: ~
- P7 U3 Z, ^- G0 x; C; t
这个正反馈环 ...
! i1 l/ j% X+ @! p
- N8 t% H+ Y* i# d/ Z( _/ f
. Z9 X$ z7 E" y+ m& V
同意，由于环路增益<1,故可以稳定
作者: semico_ljj    時間: 2008-11-3 08:24 PM
標題: 回復 6# 的帖子
我怎么觉得是负反馈>正反馈，这样才能保证环路增益<1！
作者: 122013137    時間: 2008-11-10 12:23 PM
原帖由 semico_ljj 於 2008-11-3 08:24 PM 發表 3 r3 O. P' p+ N7 S
我怎么觉得是负反馈>正反馈，这样才能保证环路增益
9 h' v3 f* ^* G  v; Q8 i( q# ~
( ?0 y+ f. z4 d+ {
那请教你说的负反馈环路是哪里？ （除了M0和它S端的等效负载 形成的这个 之外）
! @( {) u' u$ x
6 U, s8 \8 o" j/ T2 Q% B[ 本帖最後由 122013137 於 2008-11-10 12:25 PM 編輯 ]
作者: semico_ljj    時間: 2008-11-10 05:25 PM
这个就是让我糊涂的地方，理论上一定是负反馈>正反馈才能稳定，这一点大家应该认同吧！现在问题就是怎么写出正负反馈的表达式，再来比较它们的值！
作者: 122013137    時間: 2008-11-11 09:30 AM
我认为实际上，除了M0和它S端的等效负载 形成的这个局部负反馈 之外，就没有别的负反馈环路了，所以我看不懂楼上的意思~
' K8 j3 R8 N* ~- F' i0 }而且似乎有点概念性错误~ 其实电路不一定是 一定要负反馈>正反馈 才能稳定，原因就是 稳定性的 源条件~
作者: hvpower    時間: 2008-11-12 11:48 PM
我也觉得这个环路是正反馈 只是反馈系数小于1 所以最后就可以稳定
作者: semico_ljj    時間: 2008-11-13 11:22 AM
標題: 回復 13# 的帖子
倒是提醒了我！确实只要<1，环路是正反馈也是说得通的！
作者: fanatic    時間: 2008-12-2 09:02 PM
其实我个人觉得M1，M0，M14，M15构成的主环路是一个正反馈，而且主环路的增益小于1，因而是稳定的。% `" i1 ~1 ?1 r1 V* Y5 G- ?" M

1 g# _( h8 |% T* n  x大家可以根据信号流图的分析，可以比较容易的得出，电路中还存在三处负反馈，但都是局部的负反馈，M0的源端负载引入一个，还有就是diode连接的单个MOS本身就是负反馈。2 y5 ]' y4 V  [9 ^

& F. x8 r% L$ k* C3 B' B正是由于第一个负反馈的存在，才使得主环路的增益小于1.
作者: quantum    時間: 2008-12-3 11:46 AM
原帖由 122013137 於 2008-11-11 09:30 AM 發表
- O  A( {6 n. M我认为实际上，除了M0和它S端的等效负载 形成的这个局部负反馈 之外，就没有别的负反馈环路了，所以我看不懂楼上 ...

& s$ m% ~: V; k1 X
* R" b# l+ _2 O( G
/ _+ e/ I# o3 G8 ?7 r' M同意，负反馈并没有环路。7 h( ^9 H+ q8 r! [
我觉得这里需要区分DC反馈极性和小信号的相移两个概念7 @! U( u( n$ R: @
我的看法是： 4个MOS管在DC下就形成了正反馈（可用极性分析法），所以根据反馈理论，实际上电路在DC情况下就latch up到了一个状态了(相当于在0Hz处振荡)，这个状态就是BG电路的稳态工作点。 在小信号状态下，环路增益会下降，而且由于相移存在，正反馈会变成负反馈. 也就是说小信号状态下也不会起振。
) v8 V  ^/ k# @( d. m: i4 p, x大家可以参考razavi课本中关于oscillator里关于正反馈导致latch up的讲述。9 {! d4 [2 F4 m+ c7 ]/ l+ O8 u0 _

! V6 Q5 {8 s0 [+ s& w浅见，欢迎讨论。
  j* m, {* d+ F, `" ?BTW, 即使没有电路中的电阻和二极管，这个电路也是一个�流参考源，电阻和二极管的作用是温度补偿和消除电路的0电流简并点（请参考razavi相关章节）
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-3 07:45 PM
“大家可以参考razavi课本中关于oscillator里关于正反馈导致latch up的讲述。”请问具体哪个章节！
作者: quantum    時間: 2008-12-3 07:58 PM
標題: 回復 17# 的帖子
razavi 课本的第十四章第一第二节
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-4 10:02 AM
Thanks！
作者: Behzad    時間: 2008-12-4 12:44 PM
原帖由 hongmy 於 2008-11-1 02:44 PM 發表
* U+ P$ Q! d/ ~, {- N0 A0 Y这个环路不是负反馈环路，是正反馈环路，我看很多人都说这个是负反馈，我不认同。
( X' e" F/ G1 X% x" c2 h5 d" t. E. E9 `) [  b5 K& b
这个正反馈环 ...

" f2 Z4 ?+ M& F; N" I同意你的正反馈的观念，因为snap2环路增益>1，所以不稳定，终态是什么？
3 E* \4 g7 I2 j* _, u3 ^) y' a' b0 a. S
[ 本帖最後由 Behzad 於 2008-12-4 12:54 PM 編輯 ]
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-4 08:53 PM
这个问题到现在还是似懂非懂！
作者: quantum    時間: 2008-12-5 11:53 AM
这个电路0电流的简并态对应着就是DC下 latch up的情况，
/ V* c: ^+ ^; d3 ]' j9 O. f* `2 ~' m" d' [
至于另外一个简并态我目前还不是很确定怎样分析……
作者: Behzad    時間: 2008-12-5 03:53 PM
由于分析不出来，我借助了HSPICE，看起来snap2不稳定的电路将向0电流的方向移动……
作者: Zuman    時間: 2008-12-13 10:00 PM
上面的电路是对的！感觉可以从再生角度看，右边支路产生ptat电流，然后输入上面PMOS电流镜，之后镜像到左边支路，左边通过二极管连接的对管又镜像到右边支路........如此反复，形成电流源！
作者: monkeybad    時間: 2008-12-17 11:06 AM
應該是上面的圖示正確的,下面的圖好像模擬起來不會穩定" N; `7 V3 W" J/ E+ A, a
可以參考GRAY, MEYER, Analysis and design of analog integrated circuits, 4th edition& W6 W2 ]. ^1 d
4.4.2.3 self biasing,裡面有相關的介紹與解釋* S+ o& n: z% M; n* L) c: ?

" _+ J; d, U" M, e# G* e1 C下圖一是self bias的示意圖,若一開始在current mirror Iin有一個∆I干擾,經過current mirror複製到
: v0 g6 B$ A. d0 f9 ^9 jcurrent mirror Iout,從上面的Iout再流進current source Iin,經過current source在current source Iout
0 s9 o; z# F1 l9 G" J) n9 ^+ U- Q- Z產生一個K*∆I在回到current mirror Iin,如此週而復始# `! R/ N# n/ W; I" A: s
所以當loop gain K小於1則迴路可以穩定3 c" Z- a% o2 D$ f7 z
圖二是hspice模擬結果 黃色為current mirror曲線,Iin=Iout3 x) f' t: f) c
                                  藍色為原PO上圖的current source曲線
' k. T: k/ i' J3 ~' i                                  橘色為原PO下圖的current source曲線
0 y; \: L/ R4 c& Q藍色曲線在跟Iin=Iout相交時斜率是小於1 所以會穩定
# d' W0 P0 U2 G% b* c4 O橘色曲線在跟Iin=Iout相交時斜率是大於1 所以不穩定
2 \( k7 C6 F: H/ y0 N4 S2 q. M3 b- Y7 d7 I$ v. F3 D( Y0 ]8 t

8 O  b7 X- t0 L抱歉 好像附圖沒有辦法上傳 我再傳看看
, Q' C6 f- E. N/ h% }$ z; ~( ^" K: |0 _0 S5 y& o/ \
[ 本帖最後由 monkeybad 於 2008-12-18 04:18 PM 編輯 ]
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-18 12:29 PM
现在我分析认为还是正反馈，只是环路增益<1，所以稳定！
作者: monkeybad    時間: 2008-12-18 04:15 PM
我現在圖可以上傳了 好像之前的圖檔太大所以傳不上去
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-19 04:22 PM
请问Hspice是怎么得出来的？
" F! ~4 _& n+ p9 S0 T& X. T好像既不是DC也不是Tran吧！7 H7 j- y, r3 X, A" P5 Y5 e! Q
谢谢
作者: fmgay    時間: 2008-12-19 04:56 PM
嗯& z+ b: @5 L. ]' \8 u+ `7 c
是正反馈
% v" G/ z. g) H" J之前的分析有误。
5 Q, E; m3 W; y9 i误导大家了........！
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-21 01:09 PM
標題: 回復 25# 的帖子
请问Hspice语句怎么写，才能得出图上的曲线，谢谢！
作者: monkeybad    時間: 2008-12-22 01:35 PM
基本上是在Iin灌入一個電流源 然後看Iout的電流) m6 a  @9 I6 S/ o
電流源增大就用.DC指令 從0一直到最大值
作者: semico_ljj    時間: 2008-12-24 08:39 PM
標題: 回復 31# 的帖子
Thanks！
作者: liangshangquan    時間: 2009-1-7 05:45 PM
當然是B圖正確，正反餽接有res一端，BETA小于另一端負反饋beta，環路仍然能保持穩定
作者: nyu0313    時間: 2009-1-9 03:27 PM
高手高手,分析蠻仔細的.... 感謝大大無私分享, 3Q~
作者: yeutay    時間: 2009-2-6 04:52 PM
上圖1為正確,僅就線路結構分析,是個恆壓兼恆流源電路:/ o) P; N1 U! Y- _4 }! }( Z4 f
1:以MO為中心來看電路屬於正回授。! v4 \1 j6 c" F' a
2:先看下側M0、M15:因MO串電阻R0故不能當作恆壓源。
  @' H8 o, N" s+ b* E- G  只能以M15當恆壓源,所以饋線加在M15上,而M15以定電流(來自M14)去偏壓
* f# h4 p& H" K; S  才不受電源而變動,達到穩定恆壓效果。加入R0設定使MO輸出恆流。
& n4 r! D/ |% p, V5 w% g3:再看上側M1、M14組成反映M0電流的電流鏡:M1是電流鏡輸入故饋線加在M1上,
3 e. j# D+ X4 f. ?( s5 J8 g( r% H  M14是電流鏡輸出供應恆壓源M15之偏壓。
) D2 P7 A6 U: x6 @) ~+ W7 M' ]4:如同1所述電路屬於正回授,那麼R0上之電流量會不斷上升且反映到M14輸出,
  {. B5 S: H0 t# c# t  直到M15飽和,使得恆壓輸出達到飽和時之最高值,此時R0之電流量便不再上升
# d; n6 N9 A6 @% c9 a7 {+ p  而被固定住。這段過程耗時非常短幾乎隨著電源上緣就完畢!
, M- V; h7 d1 q若全部改用雙極電晶體情況亦同。
作者: yalon    時間: 2009-2-11 12:42 PM
謝謝 樓上的 仔細回答.
; d. U4 k! V$ u對不起我有一問.
7 j; w: g1 K/ `( C
. V- m1 p$ F; Z上圖1為正確,僅就線路結構分析,是個恆壓兼恆流源電路:7 G9 Z+ H* |7 H  x, Y5 ]; D1 v
1 H! ?  K7 {4 P! x1 P% [2 J. W1:以MO為中心來看電路屬於正回授。
* b# l. f1 _( ?$ _) R$ X/ R  w, x& w+ [/ G; {5 K# ]# F
如何說明 以 M0 為中心時, 來看電路會是正回授.
2 }! \6 _# m7 Z# k* d8 O4 u8 ?/ W! P. m0 |3 n
多謝回答.
作者: corel    時間: 2009-6-19 02:34 PM
原帖由 quantum 於 2008-12-3 11:46 AM 發表
5 Y: Q! T( @2 U7 d8 ~$ o% h3 o2 M/ k8 S7 X5 ~/ [" b
+ i: w! B& M4 d/ |0 e% m9 J7 T

* \4 M; \: P. o4 I4 v: M同意，负反馈并没有环路。
) Y& J) M* q4 f% D/ G4 [; I我觉得这里需要区分DC反馈极性和小信号的相移两个概念# U, K( p' z7 l; E
我的看法是： 4个MOS管在DC下就形成了正反&#393 ...
3 T! [/ C. g% g& @4 V
“环路增益会下降，而且由于相移存在，正反馈会变成负反馈”。这句话怎么理解
作者: 122013137    時間: 2009-6-22 10:13 AM
原帖由 corel 於 2009-6-19 02:34 PM 發表 : J6 e- ~4 n6 ~+ O2 k

4 D* l! Y! o0 X7 A, ~0 t8 O“环路增益会下降，而且由于相移存在，正反馈会变成负反馈”。这句话怎么理解
& g! \1 G' B+ H
# {2 W2 Z. e6 a3 p
由于参数误差或者环境因素变化，元器件的等效零极点当然会变化，那么 负反馈有可能变正反馈 正反馈有可能变负反馈 ，纯粹是说相移而已
作者: lgy737    時間: 2009-6-22 03:21 PM
1）图1和图2都是正反馈5 p5 y3 }8 Y6 z
2）不论图2参数如何，环路增益都会大于1，导致latch-up，最后的状态是：6个管全部导通，m14和m15电流很大，甚至烧毁, j; _7 L" f( q" }
3）对于图1，设置不同的参数，环路电压增益可以大于1，也可以少于1。对于图1给定参数，判断方法是：断开m15和m0的G极连线，从m0输入0-3V电压，从m15得到vout，作出曲线，如果斜率大于1，表明环路电压增益大于1，电路不稳定，有2个最终状态：要么6个管全部截止，要么全部导通latch-up。如果斜率少于1，电路稳定，再作一条y=x直线，交点就是稳态直流工作点9 m) ]- w, t4 S+ i# _1 R6 I. X
4）结论：图1在给定参数下可以是稳定的，但也不是好鸟。
作者: adele    時間: 2010-1-11 06:06 PM
用monkeybad的电流分析方法，很直观易懂，的确都是正反馈，只不过是K<1和K>1的区别。
作者: semico_ljj    時間: 2010-1-12 01:06 PM
请教一个问题，rbe(Q0),rbe(Q1)一般是多大？也就是什么数量级？是几十欧还是几百欧呢？谢谢！
作者: 122013137    時間: 2010-1-12 05:49 PM
用monkeybad的电流分析方法，很直观易懂，的确都是正反馈，只不过是K1的区& ...( L# s2 c7 ]! H, |1 X( K
adele 發表於 2010-1-11 06:06 PM
+ r6 K# V3 K0 p% P1 W/ W( @
4 J' ?) ]( _( _% z, R) q0 s! q% |
monkeybad的电流分析方法  ~ 麻烦帅哥解释下这个 或者给个资料链接 谢谢
作者: grusher    時間: 2010-1-13 12:14 AM
25楼楼主的ID名。。。。。。。。。。。。。
作者: semico_ljj    時間: 2010-1-13 01:54 PM
谢谢各位的参与！
作者: jesseyu    時間: 2010-1-14 11:33 AM
The first one is correct if you want to get a PTAT current
作者: jesseyu    時間: 2010-1-14 11:38 AM
You can just consider the two NMOS are clamps



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