op設計

stevenzhou

我想請問  
8 d1 i: ~$ n# W- \1 H; G我最近把以前模擬過的一顆op
: F9 s7 X) s  X8 C5 G+ o1 q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
; |; C1 w7 A+ R' T想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何
( w% G2 Y$ L% J" S: s5 |2 h1 j有什麼技巧可以讓電晶體工作在saturation region ？

" U" |$ R, s4 n//
( ], L0 l+ Y. l7 q# M; ifolded-cascade opamp
5 C% _7 u& C+ g
.prot
.lib 'mm018.l' TT
.unprot

# R  J' F- x$ \7 u" Y: O2 ?( u4 V+ O6 SVDD vdd 0 DC 3.3v
+ m. E6 t8 f% J6 M* d" Y; MVIN+ vin+ 0 DC 1v AC 1V
VIN- vin- 0 DC 1v
' N, u/ T& Z  Q8 `: @9 n4 h
& S; q% ?* [4 U* iVBIASP vbiasp 1 DC 0v
9 f% R$ `% `* E. o4 U. x) D5 H6 LVBIASN vbiasn 0 DC 1v
0 G3 `0 j6 f9 W# N# u$ P
m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
m2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
M9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
1 `4 {) N+ d0 d2 [) e/ VM10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
0 r/ z9 E9 |4 D
M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=10u L=1u m=30
.op
  t( b6 s& v* F5 u& g8 X9 y.end
! c: Y1 B0 E* f# H2 f//
7 y3 L7 ]* L. ^; b) H( m: X
, e$ e" d0 M% R4 f& {

//1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 20:34:49  12/30/2007  pcnt         
4 M: o: r7 O7 |1 N. A; A ******  
; C+ f- w! }7 G: P0 I) x2 A; _ folded-cascade opamp                                                         
- \) |0 w9 S; a; y  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         
******  
% T! p2 M1 p% [# q% y6 {/ ] ***** operating point status is all       simulation time is     0.     
! ?4 V$ K+ E* Q- d    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage

' q, ^* w( B  t( N! G6 j8 a +0:1       =   2.6291  0:6       =   2.1972  0:7       =   2.1972
" R. _  \) b) ~* g0 a +0:vbiasn  =   1.0000  0:vbiasp  =   2.6291  0:vdd     =   3.3000
+ `- W/ G$ ^' E! Z# J. c* P. T +0:vin+    =   1.0000  0:vin-    =   1.0000

0 }6 [0 c4 x+ q, r- v2 O1 j
****  voltage sources

subckt                                                         
element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  
  volts      3.3000     1.0000     1.0000     0.         1.0000
  M, H, ~* M! X. d  current -481.6364u    0.         0.         0.         0.     
  power      1.5894m    0.         0.         0.         0.     
* W8 I  s, r7 B5 d/ }

     total voltage source power dissipation=    1.5894m       watts
; A3 i- m" }/ }  R5 |" f5 F; [

**** mosfets
3 i9 {+ E' x+ v& G! T7 h

) x1 c* z% `( c" C" Z& K5 g subckt                                                         
( C7 s$ u7 L2 [1 J9 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.5   
5 v; k/ z+ \8 i region       Linear     Linear   Saturati   Saturati   Saturati
- O7 c( O" t7 z" I  N; r; ~  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
, j: ?: F' N( }1 D% f5 \1 F  vgs       -1.6291    -1.6291     1.0000     1.0000  -670.8606m
1 J2 U4 T% M! A( A5 b+ T3 q  vds     -431.9608m -431.9608m    2.1972     2.1972  -670.8606m
  vbs      670.8606m  670.8606m    0.         0.         0.     
  vth     -648.2058m -648.2058m  483.1962m  483.1962m -458.6354m
8 H: p. @' p* k. ~+ Q9 [! P% v  vdsat   -809.0935m -809.0935m  476.0168m  476.0168m -204.2288m
  beta     798.1469u  798.1469u    1.8916m    1.8916m   21.3671m
3 t% H3 E" L' K) W6 X  gam eff  471.4654m  471.4654m  517.3875m  517.3875m  497.9476m
+ ?4 T. i2 Y! j4 g( j  gm       267.1075u  267.1075u  765.1671u  765.1671u    3.8578m
  gds      363.5742u  363.5742u    3.1814u    3.1814u   22.5359u
  gmb       99.4698u   99.4698u  228.8685u  228.8685u    1.2749m
  cdtot     96.5215f   96.5215f    4.7983f    4.7983f  371.1814f
; ]& i. [" @1 B9 ]  cgtot    129.8446f  129.8446f   33.1464f   33.1464f    1.9566p
% [, N& e* s) V( V7 M  cstot    123.3593f  123.3593f   41.7131f   41.7131f    2.5406p
  cbtot     52.6108f   52.6108f   18.6504f   18.6504f    1.3034p
  cgs       77.8780f   77.8780f   28.1644f   28.1644f    1.6472p
  cgd       50.9572f   50.9572f    1.8252f    1.8252f   98.1048f
) F4 O) q3 I" _! Y7 C//

: O: S/ [* h) W- {% B8 j# z[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 09:07 PM 編輯 ]

stevenzhou

folded-cascade opamp

.prot
: z0 h" X. j+ A+ w6 m4 Z.lib 'mm018.l' TT
.unprot
6 q/ H1 j* J4 {- e
+ k* G- c' [; e2 L$ _VDD vdd 0 DC 3.3v
4 q4 d' |. ]: x8 ^4 dVIN+ vin+ 0 DC 0.5v AC 1V
6 D# e, g0 [3 I6 |0 ~; o/ HVIN- vin- 0 DC 0.5v
% t0 |) s9 \9 W7 X" Z& i. ^4 {
8 k7 D; o7 j: g: s/ s5 m" I4 NVBIASP vbiasp 1 DC 0v
VBIASN vbiasn 0 DC 0.88v
m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
m2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
M9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
4 M7 p; T1 M) S( oM10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1

M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=15u L=1u m=1
.op
.end

3 c0 B' _# }9 u3 H# s. o//
: n3 s- x' J0 E: M  
1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 23:20:01  12/30/2007  pcnt         
******  
folded-cascade opamp                                                         
# X9 B- Q( w( R! t0 a) p# w  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         
******  
***** operating point status is all       simulation time is     0.     
& M2 h+ E. U2 L. V. a* O    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage

" x4 f" a0 r  x  y7 E +0:1       =   1.9514  0:6       = 572.9837m 0:7       = 572.9837m
; v3 ~0 `3 A* f6 o. \$ `2 Z0 E% ]8 j +0:vbiasn  = 880.0000m 0:vbiasp  =   1.9514  0:vdd     =   3.3000
+0:vin+    = 500.0000m 0:vin-    = 500.0000m
1 S) O. `# C; }  T

) N- u* {# o* Z ****  voltage sources

subckt                                                         
element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  
  volts      3.3000   500.0000m  500.0000m    0.       880.0000m
: G! ~- Q; ~, b4 X  current -298.0119u    0.         0.         0.         0.     
  power    983.4394u    0.         0.         0.         0.     
# M  S3 Q/ o' q  t2 E7 S

     total voltage source power dissipation=  983.4394u       watts

1 F) t; D: B$ q+ ^2 `
**** mosfets


subckt                                                         
element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     
6 h8 D1 ^* d5 J model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.2   
region     Saturati   Saturati   Saturati   Saturati   Saturati
. ~9 [3 e9 l# z) [0 B) K; j9 X  id      -149.0060u -149.0060u  149.0060u  149.0060u -298.0119u
  ibs       27.7495f   27.7495f -2.988e-19 -2.988e-19   30.8833a
  ibd       27.8713f   27.8713f -189.5634a -189.5634a   27.7498f
" @, |, r  V# s5 K  vgs       -1.4514    -1.4514   880.0000m  880.0000m   -1.3486
. V& Q0 R$ J) r3 F  X  vds       -1.3784    -1.3784   572.9837m  572.9837m   -1.3486
4 }5 w7 v, X* Z' E. [, v2 |  vbs        1.3486     1.3486     0.         0.         0.     
& P) a$ W. b( x  vth     -804.9352m -804.9352m  483.5635m  483.5635m -458.4947m
6 ^- @1 }5 Q6 H8 n' o  vdsat   -562.7348m -562.7348m  384.0604m  384.0604m -707.9220m
  beta     786.5353u  786.5353u    1.9473m    1.9473m  908.9518u
  gam eff  455.9316m  455.9316m  517.3876m  517.3876m  490.7250m
! s" d! I( R( W- P! h  gm       399.4882u  399.4882u  626.4651u  626.4651u  567.1552u
  gds        3.3727u    3.3727u   13.5609u   13.5609u    7.0085u
  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
+ C# B  k7 f1 V9 P( g, ^7 V, ~  cgs       85.8953f   85.8953f   28.0877f   28.0877f   84.7928f
  cgd        4.9102f    4.9102f    1.8252f    1.8252f    4.9102f
//
7 S, f( y, s+ W. Y5 o4 N" G
; \1 _9 P! V+ O. E+ I7 t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
/ ^. K% O6 ^6 c5 V0 d/ k
[ 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?
  @- }. i" B. ], o$ z/ h4 M9 i+ P
7 r! c* H# s0 C4 ^% \  e# 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
& l1 r! y1 }4 S0 Q  q  Z/ U因為你用的是全差動對的
下次請附圖