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
# J, d4 R) [$ ^5 q感謝大大分享的這篇PAPER
* ~* h+ a3 g2 c7 E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
0 a3 c. ]9 |) w! D) G- h9 N/ q2 R
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...
6 [5 h% v, M* }& s( T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。
7 @( B; v" k- ~. \+ f
穩壓器的設計得到CVDDH的穩壓值....
- h" ?8 W4 X9 ]; c& n) M' U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，
8 l* w/ }* l. o1 y: _
是我想錯了嗎??
% G9 P2 ?5 g& r' u; J+ e7 ~謝謝各位大大不吝指教.....
(已經調到好想哭的地步了....唉唉唉)
(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...
而專題本身是沒規定60dB啦，之所以會認 ...

9 F: g- U1 W0 r, |, B6 s  M
# ?8 t1 x1 B3 l( z2 b5 R
' w! o! o7 ]/ c! ~( {, w你的Vref是設在幾伏呢??
我記得你的VDD是1.2V,採用P-type input folded cascode OP
9 F/ D& D+ v- l3 h7 e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
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)
1 `! R5 \+ U1 ]$ n; s2 i
1 m4 ~( X* f& @Vref是0.6v。
, p& d  _5 X8 T' s2 t4 [如板大命中，P-TYPE是最佳的設計。
) l: w6 v8 M, ]
還有，謝謝版大的PM，
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，
  u: j. M' z: ~  ?0 A8 S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??)，
: Z( z' \  r0 M4 u/ O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：******************************
; a+ g1 [# f1 `3 p5 q; ?3 S/ [  v公式：gm2*( (ro5)   ||   (gm7*ro7*(ro2||ro9) )  )
. N& Q0 ~( J& J因為電流鏡那端只有一級，
$ T9 M6 W% U7 K9 m2 P$ 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，
/ x1 Z7 F9 w5 }; z  Q而，L5已取7um(太大了吧)電流還必須維持2uA以下的情況ro=2M，

' Y, s3 |$ q* y/ q4 I往下看是gm7* ro7*(ro2||ro9)，卻也因為電流過小，
* g4 a7 Z+ n( d( ]8 [) dgm7*ro7照公式看來會隨著電流下降而上升，
! L. `5 p3 t# d9 f; Y! ^但，上升不大...試著放大寬長，沒有明顯的變化。
0 a) F; A- b) E6 x1 N
/ z7 d% o* G8 G* m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)，
- k" s. n0 V5 v$ R導致ro2跟ro9變小，雖然gm2有1.2m，但並聯後增益只有400多...
+ G" L. w0 ?6 M. B8 j8 y- x(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....)
6 R% R' _7 d3 u) k& b, F; X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...
9 A  L4 U  W! I$ q8 y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，
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

folded cascode OP少疊一級啦
; m0 Q% W: [, K8 n, E
請看附圖
& a1 x* p: I, x8 U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
$ \( m$ K  ^+ g( Q# z  Y這樣跟一級op的gain是差不多的
再修改一下試看看吧 應該很容易調到60db以上

[ 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
7 [) M3 G+ `0 H另外補充一下 假如是設計regulator的話, high gain是有必要的
5 N& j2 \+ d7 V/ |0 Q$ x. a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？
; [/ Q% M4 B1 M# s
0 ?$ d/ @. V* v& s2 f% j0 T  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。
* w; p3 N4 ~3 t3 U6 C: ?) ?4 w" l咦?shaq大的問題是??
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...
4 ^! O4 d! V3 D/ |" ]) Q4 W
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
. w& ~  `, o) S+ i5 a7 _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)
5 M1 E' Q4 W& ~1 E0 {4 z" m9 K- 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 ...
# Y3 _3 Z% V1 g4 G

0 E& \: J/ W3 k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
% f; j4 v6 m' |8 e: O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
再回過頭來檢視  自己的 folded cascode該怎麼調

st80069

psrr
5 ^% ^; w6 ]0 D! J8 A! U
! d4 m- o3 K/ _8 nicmr
' z: D5 ?, m  s) B
% t' k$ Y! W# i
, v% O7 d# M: K増益是1.135k  約60db
9 N: o% q8 d! L! T+ W' K. O( q. w
# @& S) j1 o0 w6 A( W; C# P4 p( X* z不過，PSRR好小，
且ICMR也不大，
這樣夠run LDO
或者運算放大器嗎??

請問，又該如何才能使那兩個往上升哩??
感激大大們不吝指教，謝謝！真的非常謝謝~~
! e$ _/ E- I8 D; C* v
% K& {5 B9 v& s4 P" Z[ 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，
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，
- {4 w' S8 n; Q6 V還有以上強者的討論，
真是獲益良多阿

c28488

對學設計的人..
這是個好東西!!

hoodlum

OP 是類比電路中很重要的元件,
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！