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Chip123 科技應用創新平台»論壇 › Chip1 -- 基礎元件 › Analog/RFIC討論區 › op設計
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[問題求助] op設計

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1#
發表於 2007-12-30 20:36:54 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
我想請問  1 d# U1 q: _' I- O; W6 r2 W4 H
我最近把以前模擬過的一顆op; ], h0 M( N- Z) `
想由.35換成.18的製程( |: ^$ K$ L; x7 b
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
* i6 \9 w) b' [6 b' d8 J想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何
5 y9 E$ c+ _& z. l  t有什麼技巧可以讓電晶體工作在saturation region ？$ ]0 ]  U+ K' J: M; e' O4 Y1 Z. c
; e! G1 {! H& [" W. b+ ^7 S) Q6 `
//
5 ?% ^' z) y1 l' h1 Ifolded-cascade opamp) v" Q% I0 _0 N! i. |0 g/ q7 C

4 K, O! W( [3 V1 E. u.prot4 C3 N' c* s7 M: B# H3 \& N) u4 w
.lib 'mm018.l' TT# \* o4 F/ Q$ f% W
.unprot
2 h) W/ j$ {; z* G% `- }, R, p* I
3 e9 K) J8 D  jVDD vdd 0 DC 3.3v
4 H9 D' Q; p( n% x. ~0 rVIN+ vin+ 0 DC 1v AC 1V: \) Q+ }& d) {' b
VIN- vin- 0 DC 1v
/ j) e4 E0 V- q- u% J. \
( u  F- D3 u: k0 [; Z( ^  fVBIASP vbiasp 1 DC 0v+ }! C$ R6 t) D  C$ F) I3 G
VBIASN vbiasn 0 DC 1v: Q7 ^% R9 D5 i1 g4 M  \  A
. m# B+ C  k8 Q( Y
m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=15 j5 O$ j$ G4 D- V( R( L8 e
m2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1; d9 O3 X9 ~- \: O" t3 s6 k
M9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=19 G, n2 J; ~# X6 I$ f
M10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1" O: r& T! i  I  G& v" S
2 L$ f& f) N# p. ]  {
M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=10u L=1u m=30, `( \+ U, B2 U* t! Y# z& l$ }
.op
3 X( Q/ M8 u3 a( L7 P.end
& ^6 G' K* x/ D" q/ i5 a/ X//
7 e5 g! ~4 t9 g& h
8 }" Z8 j' {7 g) f/ f8 H3 o9 W) w
6 z& G/ M6 m7 }+ f# s7 h
. y) J7 V% R/ `7 G8 d0 _8 c//1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 20:34:49  12/30/2007  pcnt         
& Y+ p) C4 ?+ L$ t3 H8 P' u: T ******  
9 r- f9 m: |: g  j folded-cascade opamp                                                          9 u2 ^- v, A/ W# E6 O- R
  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         
' S4 D. F/ K& S: H: I/ B7 T. { ******  ( [6 b! c! m7 D" u* [8 K/ _4 i/ Z
***** operating point status is all       simulation time is     0.     
% O1 t' `1 Q, R- ]& p" J: W    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage
3 T, x$ k' c0 Q6 [/ s% h  w6 q* j# l& M
+0:1       =   2.6291  0:6       =   2.1972  0:7       =   2.1972
* x7 g" i$ L1 N' H% i  E +0:vbiasn  =   1.0000  0:vbiasp  =   2.6291  0:vdd     =   3.3000 % U- K" Q- N& S5 M
+0:vin+    =   1.0000  0:vin-    =   1.0000
- n* h9 _: q- O
1 S% r0 d& d. p3 C# W( w, u- T- ~5 X3 Q4 z* }' h5 H
****  voltage sources
$ e; V: G6 @" p7 K/ ^/ N/ X/ S5 G7 Y3 k1 e! H- Q$ x, S
subckt                                                         
3 O* P+ f3 p8 ^" F, d element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  . W, l' F: H+ _9 U& @) f/ Q
  volts      3.3000     1.0000     1.0000     0.         1.0000 $ M. G; p1 z0 v7 {1 ?# X
  current -481.6364u    0.         0.         0.         0.     
% b& O, u6 i; h* z/ g! N! H" a  power      1.5894m    0.         0.         0.         0.     
: L1 L  u- B( H& Q3 h/ H; B  t: `" I8 @' b

5 R. i- r' m4 Q     total voltage source power dissipation=    1.5894m       watts
& c  y3 W+ P6 p& O4 K
- @- x; ^' c& M7 N4 I1 ~( E: Q4 ]6 k+ d( f- U! A7 J* z
**** mosfets
3 f, P# U, c/ k6 x2 |" H/ e6 x! Q, D6 ^0 b

# l6 V' x" V% z0 q$ u subckt                                                         
; H7 v' J5 p8 j# o element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     . S: i, n! x. o3 v0 s" w
model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.5   7 ]6 R+ }% j3 [8 J- P5 F4 j
region       Linear     Linear   Saturati   Saturati   Saturati
! [4 P2 \0 p- H  id      -240.8182u -240.8182u  240.7856u  240.7856u -481.6363u1 ~6 M5 U( m, Z* b5 N# d/ U8 ^- S& \
  ibs       27.7495f   27.7495f -4.826e-19 -4.826e-19   50.5859a
( _: l% x1 ~* D3 b8 L% `: D) h! I) b, X  ibd       27.7495f   27.7495f  -32.5594n  -32.5594n  562.1908f
( x% R0 ], _. T  vgs       -1.6291    -1.6291     1.0000     1.0000  -670.8606m, h' W) t/ n  N' ?3 r- g. A! J
  vds     -431.9608m -431.9608m    2.1972     2.1972  -670.8606m* D5 K$ k5 v0 S* ?5 L( y. r
  vbs      670.8606m  670.8606m    0.         0.         0.     
! x1 |0 y8 j" a! n' g  vth     -648.2058m -648.2058m  483.1962m  483.1962m -458.6354m( U/ v' L; c% c% C
  vdsat   -809.0935m -809.0935m  476.0168m  476.0168m -204.2288m! x! ?. e% l+ \+ |7 c( z" }
  beta     798.1469u  798.1469u    1.8916m    1.8916m   21.3671m
& }' Y. z9 n. y8 f  gam eff  471.4654m  471.4654m  517.3875m  517.3875m  497.9476m8 h  R; @3 r. x- \$ S% w
  gm       267.1075u  267.1075u  765.1671u  765.1671u    3.8578m2 M6 }" a' D; n. O
  gds      363.5742u  363.5742u    3.1814u    3.1814u   22.5359u8 x9 @6 ?  U$ y$ M7 f! _
  gmb       99.4698u   99.4698u  228.8685u  228.8685u    1.2749m
, u* z. J' A0 W6 @" e* D" o  cdtot     96.5215f   96.5215f    4.7983f    4.7983f  371.1814f
8 ?/ L3 V( `5 t  cgtot    129.8446f  129.8446f   33.1464f   33.1464f    1.9566p
, z6 t; |( C3 s7 R/ b( p0 x  cstot    123.3593f  123.3593f   41.7131f   41.7131f    2.5406p6 ?7 v  |* W' C
  cbtot     52.6108f   52.6108f   18.6504f   18.6504f    1.3034p
$ \5 @. i" g& N  v# ?$ Q/ x+ b  cgs       77.8780f   77.8780f   28.1644f   28.1644f    1.6472p4 |4 L# K" G. ~3 O
  cgd       50.9572f   50.9572f    1.8252f    1.8252f   98.1048f. g/ H2 v& ~7 W' u. ?, ?
//
# x/ w5 z  Z  \6 [1 [1 q) K
  q/ k* ], Y% h0 [+ y; x[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 09:07 PM 編輯 ]
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2#
 樓主| 發表於 2007-12-30 23:34:56 | 只看該作者
folded-cascade opamp3 |& r6 J5 V! H  f

9 C/ t4 B% o* ?' \.prot
0 i' n6 w$ I- ~( X* V5 R.lib 'mm018.l' TT  j) V  z6 I$ y) A$ k
.unprot
& i3 F* X1 e5 L0 I  H! Q2 N" R5 [
: D( o( X3 Q" u+ X2 ^# iVDD vdd 0 DC 3.3v. C9 N+ a; q- c/ ^9 G. F
VIN+ vin+ 0 DC 0.5v AC 1V
, M; Y+ I! s2 Y; qVIN- vin- 0 DC 0.5v, v9 ], ^' `' X; {+ k: J4 E( t
5 X2 a4 W9 j+ `7 q/ E8 S* o! w, t
VBIASP vbiasp 1 DC 0v
; p6 Q' W7 A6 i  jVBIASN vbiasn 0 DC 0.88v
3 E  ]9 Q8 q% l/ \! D% {8 ]m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=13 }# b6 [5 c) t
m2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=13 W5 o7 @; b# N7 @& T9 A* ~
M9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
, |7 H" F; v7 w% A' a9 jM10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
/ B- ]- F( X1 ]; s" ^( m) v6 u2 M* E: U- ~/ u6 m" s9 D
M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=15u L=1u m=1  N+ @" X; w9 e- O
.op
4 K5 S' K, }0 R6 P, T.end
  {+ i3 p7 D* |3 \/ U. u6 H; l+ H' a" f# n6 ~6 H. P. j0 N& |
//
6 s8 N( Z! [7 l: d2 m4 g) R+ w  & i! T( a- b/ z$ m
1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 23:20:01  12/30/2007  pcnt         
  G3 X. T+ F! e" r3 P/ ~' \ ******  $ a8 l2 m, ?7 W. K0 Z/ h  \
folded-cascade opamp                                                         
* F9 a$ `; m1 t. y& w  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         7 h* m7 u. s% v! m7 G+ b
******  5 @! P, q; e: D( j
***** operating point status is all       simulation time is     0.     2 B( K4 @* Y: n  T2 t; D5 i
    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage+ f1 S6 ~: P; P# m

: e6 {8 N8 f9 L( a7 m) S +0:1       =   1.9514  0:6       = 572.9837m 0:7       = 572.9837m
2 e1 z0 ^: v' V. [. b +0:vbiasn  = 880.0000m 0:vbiasp  =   1.9514  0:vdd     =   3.3000 8 R* Z: d& p( Q
+0:vin+    = 500.0000m 0:vin-    = 500.0000m( i/ `! O6 J: X

9 x* L% r* N- b- @/ @$ F& k5 ]$ u# X% m6 x; y1 k2 }. \
****  voltage sources5 l; R6 C. Q# y( K1 ~
+ z9 a- J: h7 }! z. V
subckt                                                         
6 ~9 |! }0 P, V! }* B: |  U1 z. s1 B element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  $ l# k" [/ v; s0 ^: t; @
  volts      3.3000   500.0000m  500.0000m    0.       880.0000m/ J/ x$ f* ~2 E6 K
  current -298.0119u    0.         0.         0.         0.     # E6 K- e, c. ?3 T  C* `8 y
  power    983.4394u    0.         0.         0.         0.     ! H5 f9 o6 s: ?. d
" F, K# O, I/ j2 |

" |. l" B" z4 a- m. e3 j     total voltage source power dissipation=  983.4394u       watts
* H% b: m# Q9 g2 Q) S3 ]2 j
/ y; V% u6 S) S7 {9 N% n: f8 U  D, A6 f7 Z( n+ t2 ^( d
**** mosfets
& o6 ^# c1 z# N) N, y, G) j, z  g3 C: s, d: F$ m
0 S% l8 q+ E" I$ E3 q9 Q
subckt                                                         
* A0 |0 k! G4 d4 a- K0 } element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     2 @' Q3 x1 Y7 W0 G
model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.2   ; [) P+ C! M5 n
region     Saturati   Saturati   Saturati   Saturati   Saturati
" c5 v" E+ P% _& b0 k( n; [3 B  id      -149.0060u -149.0060u  149.0060u  149.0060u -298.0119u
* l* o; t6 M5 l  Q: ^4 N! w  ibs       27.7495f   27.7495f -2.988e-19 -2.988e-19   30.8833a
. ~4 d0 G3 i. E4 m- K. ]9 F  ibd       27.8713f   27.8713f -189.5634a -189.5634a   27.7498f
+ J/ ?% H% D# `) v3 Q  vgs       -1.4514    -1.4514   880.0000m  880.0000m   -1.3486
6 r0 H, Z8 R' \" g) s6 x  vds       -1.3784    -1.3784   572.9837m  572.9837m   -1.3486
$ z7 C' l. H5 P# l" V. P# b  vbs        1.3486     1.3486     0.         0.         0.     % d6 o, _3 s$ T$ {: y
  vth     -804.9352m -804.9352m  483.5635m  483.5635m -458.4947m3 z8 @' S% {/ `" J2 @$ \4 C
  vdsat   -562.7348m -562.7348m  384.0604m  384.0604m -707.9220m4 q! J8 `5 C! h7 w
  beta     786.5353u  786.5353u    1.9473m    1.9473m  908.9518u
* Q( ~) _& g$ q" d  gam eff  455.9316m  455.9316m  517.3876m  517.3876m  490.7250m$ M" O8 `( S9 r4 z  K; ~+ Q5 A0 ^
  gm       399.4882u  399.4882u  626.4651u  626.4651u  567.1552u
: t+ `7 W' d% W# U0 L# U7 s  gds        3.3727u    3.3727u   13.5609u   13.5609u    7.0085u$ V2 @- e3 q* c# W5 j, S7 W
  gmb      104.1632u  104.1632u  183.7342u  183.7342u  204.2159u
; ^! b5 |4 W7 Y  cdtot     14.6309f   14.6309f    5.7615f    5.7615f   16.6723f
( b: t! p5 Z- P5 a  cgtot     97.3463f   97.3463f   33.1397f   33.1397f   98.6312f  F* A1 Z8 M8 R8 C  d5 @
  cstot    114.2711f  114.2711f   41.7018f   41.7018f  128.3842f
% j+ S4 [$ P# d; u  cbtot     43.1833f   43.1833f   19.6812f   19.6812f   61.7252f
% W; Q! v2 x- L; w2 y6 ]6 j, U  cgs       85.8953f   85.8953f   28.0877f   28.0877f   84.7928f
) O2 S: O( F  s$ G% P0 ]' q  cgd        4.9102f    4.9102f    1.8252f    1.8252f    4.9102f
' P. R- g4 A1 I( |" J2 e' e& i9 p% V//
1 l! K& U. B3 k
7 B: ~& s1 T% S. P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' p) |* d9 ~8 J
) W2 k* g9 J; }4 X0 h
[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 11:39 PM 編輯 ]

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andywu
3#
發表於 2007-12-31 10:16:13 | 只看該作者
想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何?
$ d% D" U# }% s, E% J& X. m0 M1 z. b3 k' ^" [
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。
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et2234
4#
發表於 2007-12-31 19:13:36 | 只看該作者
請加共模回授 就可以了
0 S, C2 p* y) V6 ~因為你用的是全差動對的
3 p5 c+ ~4 k8 {: O) f' @0 R下次請附圖
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