關於folded-cascode OPA

xyzabc0930

我想要請問一下
* T' B4 N  d/ [- K2 e: g( N目前個人所設計出來的單端輸出的folded-cascode OPA
1 x, M8 \9 W. S; W6 O' k, [gain只有40dB
8 r! x' X& G. s8 ^0 R這個算正常ㄉ嗎
那是否改成two-stage差動輸出的時
+ K$ Y- c! C' d# a# z+ T/ E都要加上CMFB的架構

" n( G6 G/ X8 `$ T7 F那有人可以提供一下CIFB的理論及架構嗎
4 D1 I' Q5 L6 n" y! X謝謝
( @' o; k0 N4 @( M7 s: [
: Z$ H2 e( K$ t# q0 S1 {' C那希望如果OPA很強的人也可以分享一下
two-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
M13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
: y2 [) ?  D1 f不過會有更大的問題是
如圖circuit2 其它顆的MOS也在線性區了
: T+ X# ~( ~) E& W2 y請問一下~~有人可以跟我說可能問題出在那嗎?

# T- `/ k: t7 }3 B3 F; H6 z/ O7 U而以下的閂鎖比較器~有人可以跟我說一下
; U+ h! ^1 [6 @( l3 R+ Q; ^有詳細的算法嗎?
- Y# A- x6 ^! F$ ~! s! t因為我現在都一直在亂試~~感覺也不太對~~
& l9 q6 d" x2 ~. J0 Y! D但是我也不太知道正確的算法
- M! S2 W3 J# b( Y. t& H( T% y# l3 X所以希望有先進可以幫幫我~~~~
' |! d9 d3 Z. I/ ]. G
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
小弟再做做看
7 }# v2 p3 J# n8 D因為最近也比較忙~~
不過從各位的意見聽來~~
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
~~說不定還要忙一陣子了

問題１：那是否把單端做好了之後
/ a: i: Q+ Z1 Q再複製到另一邊~~就會變成差動輸出了
+ k& m, X6 d3 a3 R) e如circuit2ㄉ檔案中的圖一樣
2 _+ N% b7 e/ s3 Y0 s; r7 ]
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？

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
0 S1 s& @1 V* ~5 r7 [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？

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。
$ F9 U8 b% Z% J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
; J+ B4 A4 `% |7 Q8 }% Z# S" m4 ^最簡單的差動放大器都有25∼30db
/ i. |" a' I2 k2 K+ stwo-stage隨便調都有80dB
7 s& {2 }' i; q1 S4 n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）
. G4 N& J" n/ L" J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
其他的真的要靠經驗
我是國立xx研究所 休學中
* D8 [. c3 R9 w4 ?2 [, l4 w) Y家�沒錢讀書 先當兵中
3 H3 u1 o2 u2 J/ J  ~4 m# a希望能幫到你
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？！
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,
: H) E0 U7 d( E. c* g( N只要降低電流gain就會升高

xyzabc0930

由circuit rar的檔案中
, u( J& f0 J7 {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

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* c) h0 M, _: k# d但我要把gain調到至少70以上
8 ~' a- P0 d1 c% v! {6 b' I還有什麼方法的嗎(.sp在附屬檔案中)
$ T' {8 P  N, x4 }5 v1 C' a: [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
; i. Z/ x& v4 N. T5 l- G0 a8 ^
4 s( L  W. a, y而我必須把單端輸出先做好~~~再改成差動輸出(如12# 的帖子)
: i9 |5 E8 b/ C/ D$ N( b/ _在這方面還是有相當大的問題
2 P6 ]$ a2 @2 \! p( h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
我只能知道輸出阻抗為
' O  ]- G! G8 c- \1 M# z(gm9rds9rds11)//[gm7rds7(rd2//rd5)]
可是輸出阻抗也不能無限的調大

8 N2 s4 ], m- C. o3 ~5 e: ^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
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
, e% X5 q2 y9 p: G4 j( ?" ^7 g# e而BW不能跑掉必須在20K

5 J, K% ]0 b: I5 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)
6 d, A0 W- U2 G; ]) ]: ~0 u在這方面還是有相當大的問題
, N& p+ @; \; |$ A/ e3 O那可以請各位再給小弟一些意見ㄇ
/ A8 c4 O2 G1 J7 w. @. Q7 h; r; M- E: J
7 w+ {/ Y; e4 g) I- }* V ~~OPA真的會讓人瘋掉~~

xyzabc0930

yoyo0204
9 C& N% N8 w3 c! v0 K0 O7 Q, c真不好意思
可以再請問你一下嗎
M4.M5.M6.M7的rate去調成2~3倍以上
gain就無法再明顯的提高了
- p% x" E. w" J8 _( L; z那......我也有去改變CL的大小
使得BW能夠穩定(根據allen書上寫的~使pole可以更大)
可是我調到後來
1 c, N  X' q' h/ V5 h, L8 Ggain大概只有到達60dB而已~~~
是否已經極限了勒
5 o' e1 g4 n9 t; A" b9 I可是我的電路上至少要到達70dB以上的勒
: h  @& w6 K4 r+ U% r還有別的方法嗎?
) A, V; M5 U# s, C  }. f& ^
以下我有附我的SP檔
那你可以幫我看一下嗎
謝謝喔
+ U4 j: e! h; a4 \2 X還是可以用線上通訊來詢問你?
$ l# e* g' ?. T* |. W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 X  [* \9 b5 P& A1 K' x雖然gain有比較大一點點~~但也還不是很明顯
, p$ |* R5 t! n& g2 u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
  d& h* H4 ~1 o! K+ f& o" K. n0 i: R' z
; u- H9 c+ ?) I3 v可是M13我目前怎麼調好像都沒有辦法在sat
( C0 H. ?3 T& i; a& C. z! W6 ~, `) q如果把R1變小
9 z, {3 G5 p5 e1 @雖然可以使M13比較逼近sat
可是又會造成其它MOS進入linear

$ D, @; ^# A1 U0 f* i8 f而目前我是想要把這個完成單端輸出
再改成差動輸出
0 t# d4 L8 _8 x, d$ r3 Z2 ^
可是我先去模擬差動輸出了之後∼∼∼發現gain超小的
: n0 r. D0 d* S+ _* V(M8,M10,M16,M17,R2是copy M5,M7,M13,M14,R1)
(M4,M6,M15,是copy M9,11,M12)
! z& Z1 ]6 L5 M, W! D. v
1 J0 i2 _( `! e8 @還是我那裡有錯了嗎∼∼∼
感謝你們不吝指教
; M/ S/ {; t5 o. w7 G謝謝

li202

M7 or M9大概是進入subsaturate region,增益大幅下降
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
BW=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
- z; F9 O! I& t, w$ q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~~~~
可是BW也會跑掉~~~~
那是算正常ㄉㄇ
如果....想要BW不會跑掉
; `0 `7 C! [4 S& Q$ [% z! T! b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?
length 要加大這句指的是?
) `, h: V! J3 I+ }把所有的MOS的length 都加大嗎
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
, j6 H5 \0 s/ k0 D我還是檢查不出那有錯
+ i- n  \% k4 Z7 m. i0 QMOS只有M13在linear
) J, N' E; n9 u5 A$ ~7 @其餘都在sat區
gain只有到50dB而已
0 K! W: l5 s$ K: D3 `那我有把電路跟hspice都附上~~
可以麻煩各位給我一些意見ㄇ
! S3 m: X) y7 |& C
# n& b; O) ^! C8 A% w1 |而且如果我要改成差動輸出的話~~應該怎麼修改呢?

是否還要加上CMFB的電路