op設計

stevenzhou

我想請問  
8 ?- ]' \1 q) u1 h' h) L我最近把以前模擬過的一顆op
想由.35換成.18的製程
可是有幾顆電晶體都一直無法調整至saturation region   他都工作在triode region
想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何
4 p% S- ~- q4 a' F# s有什麼技巧可以讓電晶體工作在saturation region ？
% ^$ n# J3 J3 _6 N9 W$ A: V
% X' C6 C( n7 T" B! w//
folded-cascade opamp

6 h' b* W% t- o$ t7 e6 M* O.prot
.lib 'mm018.l' TT
.unprot

VDD vdd 0 DC 3.3v
VIN+ vin+ 0 DC 1v AC 1V
5 l6 {1 `; q0 y1 y+ Z3 l" oVIN- vin- 0 DC 1v
9 U- A9 R/ F4 K( X8 ]
VBIASP vbiasp 1 DC 0v
  H& d* i3 d) x1 W) T3 Q) X7 WVBIASN vbiasn 0 DC 1v

m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
6 U. O1 @& c- |# O6 Gm2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
M9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
) _* ?  j6 \) o1 g. g; FM10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1

M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=10u L=1u m=30
.op
.end
% b6 w! k+ V5 i* Y0 C4 H: L//



//1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 20:34:49  12/30/2007  pcnt         
******  
folded-cascade opamp                                                         
/ h! C$ C7 b4 Z7 W+ L, v" G  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         
******  
***** operating point status is all       simulation time is     0.     
& Y# X: {; z7 U0 W    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage
; G4 Z) L3 W$ Q- P6 j) @  L
1 |& g/ Z' G4 U8 K0 ^0 j3 L# M +0:1       =   2.6291  0:6       =   2.1972  0:7       =   2.1972
+0:vbiasn  =   1.0000  0:vbiasp  =   2.6291  0:vdd     =   3.3000
+0:vin+    =   1.0000  0:vin-    =   1.0000
; L3 F0 }- w( b7 j) v
6 a0 g* Y2 V7 r( M& |6 b
****  voltage sources
4 {% {  F0 w1 f+ A
subckt                                                         
element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  
5 d: ?  U& u/ F, T2 k* O  g  volts      3.3000     1.0000     1.0000     0.         1.0000
( }. d& ]; j. I$ p8 M; z. G' y  current -481.6364u    0.         0.         0.         0.     
  power      1.5894m    0.         0.         0.         0.     


     total voltage source power dissipation=    1.5894m       watts
, K! U% f: P; c* @' p0 g! F5 P

**** mosfets
  E9 y: K- j5 I& k) ~! L" E
7 X/ @1 D- v% Z4 \+ D5 s
subckt                                                         
element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     
" o/ w2 s1 P& h, m3 l model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.5   
region       Linear     Linear   Saturati   Saturati   Saturati
  id      -240.8182u -240.8182u  240.7856u  240.7856u -481.6363u
  ibs       27.7495f   27.7495f -4.826e-19 -4.826e-19   50.5859a
  ibd       27.7495f   27.7495f  -32.5594n  -32.5594n  562.1908f
( V. K( n- a. r" R  vgs       -1.6291    -1.6291     1.0000     1.0000  -670.8606m
4 ]" @8 a# ]) ?. [: V3 P  vds     -431.9608m -431.9608m    2.1972     2.1972  -670.8606m
6 R( }" E$ x$ k  vbs      670.8606m  670.8606m    0.         0.         0.     
  vth     -648.2058m -648.2058m  483.1962m  483.1962m -458.6354m
  vdsat   -809.0935m -809.0935m  476.0168m  476.0168m -204.2288m
' M9 Q9 l9 y  F. R) C, E3 L  beta     798.1469u  798.1469u    1.8916m    1.8916m   21.3671m
9 M% Y* S, C" t3 ?5 {7 C6 x  gam eff  471.4654m  471.4654m  517.3875m  517.3875m  497.9476m
  gm       267.1075u  267.1075u  765.1671u  765.1671u    3.8578m
  gds      363.5742u  363.5742u    3.1814u    3.1814u   22.5359u
9 u; Q, n+ H" r  gmb       99.4698u   99.4698u  228.8685u  228.8685u    1.2749m
0 X; Y4 j9 n6 K5 r0 y* _  cdtot     96.5215f   96.5215f    4.7983f    4.7983f  371.1814f
  cgtot    129.8446f  129.8446f   33.1464f   33.1464f    1.9566p
: O6 u' p) `/ |  cstot    123.3593f  123.3593f   41.7131f   41.7131f    2.5406p
  cbtot     52.6108f   52.6108f   18.6504f   18.6504f    1.3034p
' E. Y# N* o9 v! d) A  cgs       77.8780f   77.8780f   28.1644f   28.1644f    1.6472p
  cgd       50.9572f   50.9572f    1.8252f    1.8252f   98.1048f
2 N0 g5 H* o5 e4 c1 ^# P/ m7 d//

[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 09:07 PM 編輯 ]

stevenzhou

folded-cascade opamp
1 v6 L0 i8 ]) L% L* T% q4 w2 Y
.prot
.lib 'mm018.l' TT
.unprot
/ ?7 o9 }, k/ ~2 B8 D2 v' e" ]! N
VDD vdd 0 DC 3.3v
7 v/ c" @2 |. m2 ?) E3 IVIN+ vin+ 0 DC 0.5v AC 1V
* N- y: k. [# Z- d/ a  V: |VIN- vin- 0 DC 0.5v
1 a; s/ D7 v3 ]
" e8 C+ K' z6 Z9 v# `8 h: HVBIASP vbiasp 1 DC 0v
# h4 H7 P# D% G$ g3 O5 }VBIASN vbiasn 0 DC 0.88v
m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
* K3 R6 j' \/ e& e( }m2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
% w$ {. v* d" M( `% h5 V9 J' BM9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
M10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1

1 @( ]$ I( Q* T5 u4 ]% EM11 1 vbiasp vdd vdd pch W=15u L=1u m=1
.op
.end

! l3 l9 w% H7 C//
  
' c9 _) s9 K; E1 n+ J1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 23:20:01  12/30/2007  pcnt         
******  
( K6 z# _! G  F" [! L5 o# l+ [ folded-cascade opamp                                                         
  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         
******  
***** operating point status is all       simulation time is     0.     
$ g' B) o  u: Z# {: d# |$ U    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage

+0:1       =   1.9514  0:6       = 572.9837m 0:7       = 572.9837m
7 r  g8 o( ?% r5 m% u +0:vbiasn  = 880.0000m 0:vbiasp  =   1.9514  0:vdd     =   3.3000
3 ]. @% r# I% b +0:vin+    = 500.0000m 0:vin-    = 500.0000m


6 f, h3 o4 B& M1 ?6 H4 B9 {. [" G# b" j ****  voltage sources

" h$ x# {- O" l$ u subckt                                                         
element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  
  volts      3.3000   500.0000m  500.0000m    0.       880.0000m
  current -298.0119u    0.         0.         0.         0.     
* A4 q  f3 A! J" i4 ]/ g: w) l  power    983.4394u    0.         0.         0.         0.     


& s5 [, g: k3 i, ~* f5 O2 q     total voltage source power dissipation=  983.4394u       watts
& {6 E, O' _: Z& x6 b1 J( B- p. c$ g( t
% g' r! a3 z* W+ O# M
" J3 s' m+ M1 i7 l; g' I6 f **** mosfets


) k6 p) H* i# E# w. f subckt                                                         
2 b" q' O5 T( f  F element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     
model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.2   
region     Saturati   Saturati   Saturati   Saturati   Saturati
  id      -149.0060u -149.0060u  149.0060u  149.0060u -298.0119u
8 K6 B( P- _/ T, D  f1 g; _3 w7 B  ibs       27.7495f   27.7495f -2.988e-19 -2.988e-19   30.8833a
  ibd       27.8713f   27.8713f -189.5634a -189.5634a   27.7498f
  vgs       -1.4514    -1.4514   880.0000m  880.0000m   -1.3486
  vds       -1.3784    -1.3784   572.9837m  572.9837m   -1.3486
  vbs        1.3486     1.3486     0.         0.         0.     
5 G. @1 X; J4 D$ s5 h5 U1 D  vth     -804.9352m -804.9352m  483.5635m  483.5635m -458.4947m
. \9 s6 X- t0 o2 U; `7 [  vdsat   -562.7348m -562.7348m  384.0604m  384.0604m -707.9220m
: h* Q2 {( c+ v+ e- U% H7 S  beta     786.5353u  786.5353u    1.9473m    1.9473m  908.9518u
  gam eff  455.9316m  455.9316m  517.3876m  517.3876m  490.7250m
  gm       399.4882u  399.4882u  626.4651u  626.4651u  567.1552u
3 `  T- b" ?7 B& e$ n5 }$ T  gds        3.3727u    3.3727u   13.5609u   13.5609u    7.0085u
3 S( }- }1 |' U' y7 q  gmb      104.1632u  104.1632u  183.7342u  183.7342u  204.2159u
  cdtot     14.6309f   14.6309f    5.7615f    5.7615f   16.6723f
  cgtot     97.3463f   97.3463f   33.1397f   33.1397f   98.6312f
  cstot    114.2711f  114.2711f   41.7018f   41.7018f  128.3842f
  cbtot     43.1833f   43.1833f   19.6812f   19.6812f   61.7252f
$ G1 J! D8 K9 g+ K. i$ V8 x: s  cgs       85.8953f   85.8953f   28.0877f   28.0877f   84.7928f
  cgd        4.9102f    4.9102f    1.8252f    1.8252f    4.9102f
5 D7 x& o4 X, ~7 B! Z+ S//

9 m# D. w) T2 u6 I  D發現是我的bias電壓不對  導致在triode region  看過這個論壇其他有關OP的文章  果然有幫助ㄋ

[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 11:39 PM 編輯 ]

andywu

想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何?
& k1 W  o: d: {# C! Q7 q/ ?
在VGS＞Vth的條件下，當VDS=VGS-Vth時，MOS剛好達到飽和狀態的條件，若VDS＞VGS-Vth，MOS就進入飽和區工作。如果VDS＜VGS-Vth，那麼MOS便在線性區工作。反過來說，若VGS＜Vth，MOS就工作在截止區，此時通道截止且無電流通過，可視為開關在開路的狀態。

et2234

請加共模回授 就可以了
因為你用的是全差動對的
- {' [( l" Z% e0 t2 |; w' x/ r; m下次請附圖