請教有關調folding_cascode 放大器的訣竅

sachiel

regulater是類比電路的一大挑戰
感謝大大分享的這篇PAPER
對剛入門的我真是非常有幫助

aksi

希望能一睹此篇文章的设计 让自己OP的设计能更上一层楼 感谢

jjtomes

調OP有很多的技巧在裡面~

透過大家的討論真的很有激盪的感覺~很棒!!

ele9229

先了解自已需要的spec是什麼再了調電路會比較好

如果你要增加暫態響應的話建議後頭再加上
* C# p. T1 _: [  t# R9 P. N
電流回授緩衝放大器

hitxiaojun

看到各位讨论,小的学到不少,真是太感谢了!以你们为榜样,努力学习啊!

st80069

好煩啊...已經第4個禮拜了，但還是調不出來，有大大建議上面加head，不過...很怕改了之後，會影響內容...
* O+ O& I  Y0 j! c努力調了很久，目前進展是增益，446，約53dB.....始終達不到60dB...
而專題本身是沒規定60dB啦，之所以會認為60dB，是因為下面這張圖。

$ e* g) r1 F, M) e* S0 P8 p% D! z3 H穩壓器的設計得到CVDDH的穩壓值....
+ V2 J/ x* W5 _5 |+ {$ C而小弟看過有關穩壓器的PAPER，如果Mdrive的電流增益為gmp的話，
則需要A*gmp >>1，所以私心認為A需要60dB，
$ }4 b3 L% X4 m( x8 O3 P# b; `. e
; Z% n6 Q' v4 Q* B; v$ M是我想錯了嗎??
4 {1 q6 g* K4 ~  X, k謝謝各位大大不吝指教.....
(已經調到好想哭的地步了....唉唉唉)
; c  z  d0 V& Z; B(如果真的需要60dB，那我明天趕快改成兩個head好了)

finster

原帖由 st80069 於 2008-6-3 09:50 PM 發表
好煩啊...已經第4個禮拜了，但還是調不出來，有大大建議上面加head，不過...很怕改了之後，會影響內容...
努力調了很久，目前進展是增益，446，約53dB.....始終達不到60dB...
7 b# Z5 Y# S- ?. q1 z' W而專題本身是沒規定60dB啦，之所以會認 ...

$ t: ^# P. y! K% u
3 K* x/ E- }- Y$ d: n9 x0 H1 ^+ i
- Y4 N$ \2 Y9 K5 L! M) G& K. n你的Vref是設在幾伏呢??
" P' T( k, h: s( X我記得你的VDD是1.2V,採用P-type input folded cascode OP
如果你的Vref電壓設太高,建議你改採N-type input folded cascode OP,不然,先天上gain值是調不上去的
  |- J1 A( Q$ w" k) m5 l" P不過,53dB,真的是太低了,folded cascode OP要作到60dB是很簡單的一件事

st80069

被最後一句嚇到了...folded cascode OP要作到60dB是很簡單的一件事...(慚愧)
之前曾經弄過0.18製程的，N-type input，VDD=1.8V，High Swing的電流境接法，不出兩天就調出來，上達70dB，面積也小，有足夠PM和SR...不過，卻是亂調出來的。
現在改成更小的製程，N-type input，VDD=1.2V，且有vth小的優勢，但上頭只有一對電流境，寫公式估大概，花上4個禮拜卻只有失敗心得...(心情超沮喪的，超悶)

Vref是0.6v。
" O5 M2 J9 U% I4 x. w% W如板大命中，P-TYPE是最佳的設計。
. r! Q0 W1 {: L, m5 B' Q
還有，謝謝版大的PM，
' ?, a$ C  {1 L版大的PM內容真的有讓我開竅很多東西，又讓我有信心起來，
對照之前版大的回覆，指的是再疊一級電流鏡採wide range做法(應該就是類比說的High swing一樣吧??)，
! {6 d9 `# r1 \1 }+ B! D明早就趕緊來做做看，好想趕快去實驗室試試這樣的做法~~期待~~

******************為何會調不出的心得：******************************
公式：gm2*( (ro5)   ||   (gm7*ro7*(ro2||ro9) )  )
( X$ Y8 O& [/ `因為電流鏡那端只有一級，
4 C+ \" h7 O# A1 T/ w1 a/ c2 L! h也就是往上看的ROUT只有一個ro5，
為了避免ro5過小所以一個方法是放大L另一個就是縮小電流I，
而，L5已取7um(太大了吧)電流還必須維持2uA以下的情況ro=2M，

$ b, E2 d2 h9 W往下看是gm7* ro7*(ro2||ro9)，卻也因為電流過小，
2 S8 I1 t2 ~, n  j9 a5 V( Agm7*ro7照公式看來會隨著電流下降而上升，
但，上升不大...試著放大寬長，沒有明顯的變化。
/ T7 p% p( s" v
  g8 D( Y; _  T) Q; _1 w且，ro2||ro9也因為輸入端跟最后的匯流端的電流很大(一開始我定70uA左右)，
! s+ p. o- v+ z9 M0 c/ q# J導致ro2跟ro9變小，雖然gm2有1.2m，但並聯後增益只有400多...
8 H- }3 w% w0 m5 h7 N(此時的寬長已經為了拉拔到400多大的不太像65nm製程會做的事了....)
既然gm2無法放大了，不如放大輸出阻抗ro2跟ro9，也就是降低輸入及匯流端的電流...
6 l7 j9 x* X- ?) ]當然gm7*ro7值不變，ro2||ro9也如期上升，卻gm2的下降大於ro2||ro9的上升，
9 \; s+ k1 B3 A0 M- _% r增益當然就愈來愈小。
*******************************************************************************

[ 本帖最後由 st80069 於 2008-6-4 02:56 AM 編輯 ]

monkeybad

為什麼會調不出來的主要原因在於

1 i- U, q1 h8 Ufolded cascode OP少疊一級啦

0 z$ x1 l/ A+ ^( j請看附圖
) B" _$ S; ?- ^- ?- d  h% i! k沒有疊的話 往上看的電阻為ro而已 所以總體大概還是ro的數量級 gain大概就是gm*ro左右
這樣跟一級op的gain是差不多的
( t; b# N! H2 O3 w* @; y" u% c( @再修改一下試看看吧 應該很容易調到60db以上

8 O% x0 X* l: L[ 本帖最後由 monkeybad 於 2008-6-4 11:09 AM 編輯 ]

monkeybad

抱歉 沒仔細看之前finster vince的回覆 已經有提過要增加PMOS疊接方法
所以只是再重新建議
. x! ^/ }( f  s; j" [6 C, ]另外補充一下 假如是設計regulator的話, high gain是有必要的
9 L" o# K) X  x9 `因為PSRR是跟op的gain有關的

shaq

請問樓主，您所說的 PSRR = - 60dB   是在哪個頻段呢？
4 m0 G  b1 W' @, U- p
-60dB@ 10KHz, or -60dB@-100KHz ?

st80069

謝謝，很感謝monkeybad大補充，目前已經開始動手做這樣的設計了。
咦?shaq大的問題是??
. H7 ]6 C) n( ]! m- a, w* I, S8 u. A如果樓主指的是我的話...小弟好像沒提到PSRR的問題XD...雖然之後還是得考慮...

怎麼每個大大建議後面都會補個「容易」兩字...這....這......真是太神了.....

princeton_uv

引用:
原帖由 finster 於 2008-5-21 02:03 PM 發表 : f( r7 G$ @! _2 U
如果你是用wide range的fold-cascode OP,我覺得op的gain應會超過40db,一般我設計的fold-cascode op大概都可以到達60db以上(在ss corner)
2 h: \/ o3 U1 O5 V& i- W: {" h; \8 _5 s而且,照公式推導來看,output阻抗是從輸出往上和往下看,現在你的p-load drivi ...
" d# R1 C9 x; p: T* k9 |

受益了

yhchang

一般來說  一開始就調 folded cascode 好像不是那麼容易調出來
比較好的建議是  先去看看  P.E.Allen 的書  第六章 第七章  怎麼調 two-stage op
' T( ?& w: r. K* r$ I再回過頭來檢視  自己的 folded cascode該怎麼調

st80069

psrr

7 M; W: |0 C! b) h- I" \icmr
# H5 x% J( R4 ~# M$ g" H( Z; J

増益是1.135k  約60db

不過，PSRR好小，
且ICMR也不大，
這樣夠run LDO
0 L' v; |: ^3 y+ C- U, d; `或者運算放大器嗎??
/ n$ R. J, ~" y4 ?5 }
請問，又該如何才能使那兩個往上升哩??
/ _) L, u8 g: W2 ^, ]( ~感激大大們不吝指教，謝謝！真的非常謝謝~~
% R& u% `; V9 f- r' h* U
[ 本帖最後由 st80069 於 2008-6-7 12:29 PM 編輯 ]

I1121MISSHONEY

多謝你的分享
小弟最近也在為條寬長筆上遇到困難
實在感謝你的分享使得我們有更多的收穫

limit

現在也正在學習cascode OP，
' r1 X0 i; E: Q3 ^; p$ R& T; O  f面臨gain很大但是頻寬大不起來的窘境；
真是多謝7#大大的資料，
: G7 J8 j' Y  b/ Z還有以上強者的討論，
真是獲益良多阿

c28488

對學設計的人..
! K, C8 y& l4 T: ^: i" s- U% X這是個好東西!!

hoodlum

OP 是類比電路中很重要的元件,
: `! `/ ^7 S+ x" `. m4 ?3 m: g# @感謝大大分享資料,讓我們可以了解設計的技巧

lht1021

看大家的讨论，颇有受益！谢谢大家！