關於folded-cascode OPA

xyzabc0930

我想要請問一下
目前個人所設計出來的單端輸出的folded-cascode OPA
gain只有40dB
這個算正常ㄉ嗎
& r, x9 [1 z# W那是否改成two-stage差動輸出的時
$ a/ G! o5 H) w" z& ~% Q+ p3 P都要加上CMFB的架構
3 L% s; `3 }2 B% c' [
6 a+ ^! P  j, P那有人可以提供一下CIFB的理論及架構嗎
. e. O1 P) V+ I: r* E$ X. l謝謝

5 W4 W; i' A, e- y那希望如果OPA很強的人也可以分享一下
; H" C8 i; \" m$ ^8 Etwo-stage差動輸出的folded-cascode OPA怎麼做會比較好

Chaos_Bob

0.18工藝，folded-cascode差分輸出，我一般只有50dB,然後用Gain-boost，大概在100dB左右。
一級真的可以到70dB嗎？

Clemens71

goooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooood

anita66

又上了一課,各位大大真強,還有許多直得學習的地方,3Q~

xyzabc0930

現在單端輸出的OPA
9 {$ d/ H+ k" w4 A* iM13的MOS的問題還是沒有解決(不知道是不是設計不良的原因~~一直解決不了)
而我目前把單端輸出的OPA改成差動輸出的OPA之後
不過會有更大的問題是
% v# |* q7 k/ V# |. c" h5 h如圖circuit2 其它顆的MOS也在線性區了
請問一下~~有人可以跟我說可能問題出在那嗎?
9 ]+ j$ X; @1 t( [
0 e  n" z( s0 @+ K/ Z5 v# O而以下的閂鎖比較器~有人可以跟我說一下
. k0 Y! f3 m$ y" w5 i有詳細的算法嗎?
因為我現在都一直在亂試~~感覺也不太對~~
但是我也不太知道正確的算法
$ E$ {# h+ D1 D所以希望有先進可以幫幫我~~~~
+ N( {. P" B, s  \6 k6 {
有關於CMFB的意義~~如果有人有資料的話~~~希望也可以分享一下唄~~~感激不盡勒

xyzabc0930

謝謝各位的指教丫
* h7 ]4 w6 X& Q8 k8 w小弟再做做看
因為最近也比較忙~~
) ]' l$ ?8 }5 q" b( S& i# N不過從各位的意見聽來~~
) [6 O& C) ?" s0 i還是先把單端的給做好~~畢竟現在一直卡在M13為linear區
不是很好解決
/ o8 {! ^2 s& p2 Z" `8 X~~說不定還要忙一陣子了
1 e. S1 o6 y: h1 v% q5 ]( r/ ?
! ~; \$ T& G1 p  |1 @1 k問題１：那是否把單端做好了之後
$ V& }5 r6 H) n再複製到另一邊~~就會變成差動輸出了
如circuit2ㄉ檔案中的圖一樣
) N( L' _5 V8 U7 x# l8 n3 D! y
9 n: ^: Y- {2 R. d* i問題２：如果還要接CMFB的話~~架構會很難嗎？
如何去決定~~這些架構的尺寸或電容值的大小嗎？
6 J3 z: e4 t1 d  A$ Z8 }5 J
問題3：因為我看了allen的書之後~~決定要用閂鎖電路來做比較器
但有關尺寸方面的決定~~可以麻煩有人跟我說一下有那本書上~~有做詳細的介紹的嗎？
2 i6 ]  x/ H5 Q
謝謝各位耐心的看完喔~~~謝謝

LGHHUST

增益這么低我感覺是有mos管工作在非飽和區，請調節mos管寬與長，并注意偏置電平，cmfb是雙端輸出才會用到的，單端的話，一般不會使用。共源共柵一般都會有80db左右的增益。
如果你要設計兩級op，那么應該加到後面，為後續電路提供緩沖。
共源共柵輸出擺幅不大，要注意這點，然後考慮你的應用。

isscc

你有用spice先模擬過嗎？
據我瞭解,cascode不可能只有40dB
最簡單的差動放大器都有25∼30db
0 q$ r& |% X( v* x0 gtwo-stage隨便調都有80dB
檢查一下每一顆電晶體有沒有在飽和區
有可能幾顆死掉了（就是所謂的在截止區）
6 ^, e4 g; d7 Y& M先用手算一下,每顆的vds 看哪一顆吃的重,再去調他的長寬比
9 F! Z+ t/ W8 o) a' F# L' \; k2 G其他的真的要靠經驗
我是國立xx研究所 休學中
家�沒錢讀書 先當兵中
# j) N& ~* I. S& G希望能幫到你
- d( G+ ]$ F, ]2 Z; f$ {" U. X至於架構的話 沒有所謂好不好
有些設計得很屌 速度快 gain高 可是你只是用來pre-amp 有需要用到這麼好的嗎？！
  z2 j4 \6 k& I2 C% T4 K' L所以還是要看你用在什麼地方 而定囉

pk168tw

請問，op在應用上大多是單電源(如3V電池)，為何書上例題在設計時要用雙電源(如+3V，-3V)．謝謝

yoyo0204

unit-gain bandwidth 在20Khz,很容易達成,你可以算一下input pair 的gm/CL,
/ s; A8 l9 w9 n, D只要降低電流gain就會升高

xyzabc0930

由circuit rar的檔案中
4 P) k1 f, [" i8 V我只能知道輸出阻抗為
' P5 E! y# L: `$ m) u1 A(gm9rds9rds11)//[gm7rds7(rd2//rd5)]
& `; }4 C# e% ~  }可是輸出阻抗也不能無限的調大
# s  r. q' `; f. B& b* k
% c* s, Y* D9 H1 f一開始先仿效以circuit rar檔案中的電路來做
但目前我所做出來的gain只有62左右
% v6 p! Y  Z* h3 i+ A) j但我要把gain調到至少70以上
) u9 @0 E) W. s! [. d還有什麼方法的嗎(.sp在附屬檔案中)
" n4 M* s; H6 \, s/ g因為我目前也想不到什麼方法~~可以再去增加gain
+ i! ]9 J% E' t而BW不能跑掉必須在20K

: a% _8 L$ k6 ~* k而我必須把單端輸出先做好~~~再改成差動輸出(如12# 的帖子)
在這方面還是有相當大的問題
) k( w7 W1 Y" _% P' W那可以請各位再給小弟一些意見ㄇ

~~OPA真的會讓人瘋掉~~

xyzabc0930

由circuit rar的檔案中
* S8 Z& z) G$ B' B) H4 w我只能知道輸出阻抗為
(gm9rds9rds11)//[gm7rds7(rd2//rd5)]
可是輸出阻抗也不能無限的調大
: J% t3 g6 a  C" B2 Y
一開始先仿效以circuit rar檔案中的電路來做
但目前我所做出來的gain只有62左右
+ r, b9 o% G$ k8 f: u$ G' w+ p但我要把gain調到至少70以上
還有什麼方法的嗎(.sp在附屬檔案中)
因為我目前也想不到什麼方法~~可以再去增加gain
而BW不能跑掉必須在20K

7 N, p2 Q! u2 z9 e而我必須把單端輸出先做好~~~再改成差動輸出(如12# 的帖子)
( D! b  S+ r) {0 F- v" x5 O& C+ g在這方面還是有相當大的問題
那可以請各位再給小弟一些意見ㄇ

~~OPA真的會讓人瘋掉~~

xyzabc0930

yoyo0204
9 `' {* h: o& @6 m# s% [真不好意思
2 _3 g; r7 r6 ?) \4 f+ a  H可以再請問你一下嗎
5 C7 o+ u) j2 L$ F3 N6 MM4.M5.M6.M7的rate去調成2~3倍以上
, k  H7 W& P5 q3 Q' m# c: D5 sgain就無法再明顯的提高了
那......我也有去改變CL的大小
+ }2 T3 l8 P+ m' ]' D4 }使得BW能夠穩定(根據allen書上寫的~使pole可以更大)
6 U1 ~' N1 y" Z$ Y) o可是我調到後來
gain大概只有到達60dB而已~~~
是否已經極限了勒
( N! n3 C# V/ g! P' m) |, M可是我的電路上至少要到達70dB以上的勒
* f; L& O) o4 H還有別的方法嗎?

以下我有附我的SP檔
那你可以幫我看一下嗎
謝謝喔
還是可以用線上通訊來詢問你?
如果方便的話啦~~~不過還是謝謝你的指教喔

xyzabc0930

謝謝yoyo0204的回復~~我也有試著把M4.M5.M6.M7的rate去調成2倍
0 [1 D7 X# l, B+ {! j/ F雖然gain有比較大一點點~~但也還不是很明顯
5 P$ I/ {; l) p. S" x! r: g但至少BW不會跑掉了 ∼∼那有什麼辦法可以讓gain很大∼∼∼是否還要加上第二級

) e0 d$ d+ P: f; [5 ]可是M13我目前怎麼調好像都沒有辦法在sat
# m# A& ]1 C) D/ M! T" ^如果把R1變小
雖然可以使M13比較逼近sat
可是又會造成其它MOS進入linear
# u7 Q3 P0 @3 ]6 @2 [/ V2 o
而目前我是想要把這個完成單端輸出
再改成差動輸出
' b4 }8 E, p1 k: S$ m' f
: }" y& N7 [* D$ J可是我先去模擬差動輸出了之後∼∼∼發現gain超小的
0 q. ?& T/ r& N" u+ L$ j! x$ a(M8,M10,M16,M17,R2是copy M5,M7,M13,M14,R1)
2 t- X4 @. {/ Q# Z8 ~0 Y0 F(M4,M6,M15,是copy M9,11,M12)

/ X6 ?* U( m1 Q' e% B8 {2 Z還是我那裡有錯了嗎∼∼∼
7 y, V3 W, [5 F+ S) x' d9 r感謝你們不吝指教
# l$ J$ H2 O) @( l4 n5 x0 F3 }謝謝

li202

M7 or M9大概是進入subsaturate region,增益大幅下降
$ E: u: v7 Y* L9 x這跟你的偏壓M13有關係，

yoyo0204

gain =gm*ro ,ro與length成正比,length加大,gain自然會大
$ Q! F$ D' g8 TBW=gm/Cl,gm與W/L ratio,電流開根號成正比 ,如果電流不變,
lenght加大,width也要跟著加大,維持W/L ratio不變,gm不變,BW
% ^/ x( }! f$ I* ~1 M就不會跑掉

xyzabc0930

我有試著把輸出阻抗(M4.M5.M6.M7)給調大
增益雖然會增加~~~~
4 l* h7 F0 @8 @' r0 n可是BW也會跑掉~~~~
6 z( d1 f4 H1 L那是算正常ㄉㄇ
如果....想要BW不會跑掉
而gain也能提高~~~~還可以怎麼修正勒

xyzabc0930

yoyo0204 所說的是
要把M13調到sat,gain就會變大ㄌㄇ?
% u9 u7 H9 R& \  i+ v/ L7 B9 f3 olength 要加大這句指的是?
把所有的MOS的length 都加大嗎
7 d% A5 l3 Z, Q$ Q6 [& K還是哪幾顆MOS的length 加大就好了
感謝所有人給我的意見喔

yoyo0204

m13 要在sat,length 要加大,gain自然會大

xyzabc0930

在此麻煩各位先進一下
我還是檢查不出那有錯
MOS只有M13在linear
其餘都在sat區
gain只有到50dB而已
那我有把電路跟hspice都附上~~
可以麻煩各位給我一些意見ㄇ
+ F+ W1 j8 }5 ^# h1 F7 ]. X7 ?7 Q
而且如果我要改成差動輸出的話~~應該怎麼修改呢?

0 X# j" r" t# n是否還要加上CMFB的電路