作者ColdPenguin (超寒冷企鹅)
看板Electronics
标题[问题] OTA设计问题
时间Fri Jan 28 01:34:08 2022
小妹是刚入电机系不久的大二菜鸡
最近在学设计two stage OTA时遇到了一些问题，图中的参数都是乱调的，目前完全没有头
绪
希望各位大神能帮忙解答 _
规格要求：
制程umc18
DC gain 60dB
Unity gain bandwidth 100MHz
PM 60
第一个问题：偏压电路是只要调到电晶体都在饱和区就好吗？
我对它的理解是提供OTA 电路current mirror 电流的媒介，还是説它有其他意义呢？
第二个问题：到底要怎麽把所有电晶体都调到饱和区，就像图中M7 M8 Vds超大 会吃掉M6的
电压，导致M6进不了饱和区，电子学好像也没有教过Vds的相关公式，所以实在是不知道怎
麽让每颗电晶体都工作在饱和区….目前主要就是卡在这关，希望各位大神帮忙解惑！拜托
了 _
电路图：
https://i.imgur.com/SXCCJ91.png
Dc模拟：
https://i.imgur.com/X7BmA66.png
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1F：推 goingback: Input pair的Vicm多少？Size当然可以调，但听起来是输 01/28 05:58
2F：→ goingback: 入电压准位太高，你要选Nmos当input pair的架构。 01/28 05:58
3F：推 lovecorgi: bias点错了，m6 size w=25um? 01/28 08:40
4F：→ ColdPenguin: @goingback 0.9V 是Vbias 太高的意思吗 _ 01/28 10:39
5F：→ ColdPenguin: @lovecorgi 我都还没有调整size 因为完全没有头绪 01/28 10:41
6F：→ ColdPenguin: 所以是Vbias 的问题吗？ 请问要怎麽找到合适的偏压 01/28 10:41
7F：→ samm3320: M6进不了很大可能是VBIAS不对 01/28 11:27
8F：→ samm3320: 左边那六颗先调整好，确定提供的电流正确再去想右边 01/28 11:28
9F：→ samm3320: 电流30u是你想要的量吗？ 01/28 11:29
10F：→ samm3320: 抱歉左边10u看起来是对的 01/28 11:31
11F：→ samm3320: M6太大了，你下面的size撑不住这麽大的电流 01/28 11:32
12F：→ ColdPenguin: @samm3320 请问偏压电路到底要调到什麽标准呢？ 我 01/28 11:32
13F：→ ColdPenguin: 对这个电路没什麽头绪.. 01/28 11:32
14F：→ samm3320: 我仔细看了下左边应该ok 01/28 11:33
15F：→ samm3320: M6 w放1.6u看看 01/28 11:33
16F：→ samm3320: 你这spec电流应该不用放很大 01/28 11:34
17F：→ samm3320: M6放1.6或3.2应该差不多了 01/28 11:35
18F：→ ColdPenguin: @samm3320 01/28 11:45
20F：→ ColdPenguin: 还是进不了饱和区qq 另外可以请问您怎麽判断偏压电 01/28 11:46
21F：→ ColdPenguin: 路电流是ok的吗？ 01/28 11:46
22F：→ samm3320: 看起来快进去了 01/28 11:50
23F：→ samm3320: 你把左边七颗pmos 的w都放大两倍 01/28 11:51
24F：→ samm3320: 正确的步骤是你要决定好你每一颗mos overdrive voltage 01/28 11:53
25F：→ samm3320: 是多少，current流多少 01/28 11:53
26F：→ samm3320: 做到这点dc应该就没问题 01/28 11:53
28F：→ ColdPenguin: 豪猛喔！ 可以了耶！ 那请问右上角M13也是因为尺寸 01/28 12:00
29F：→ ColdPenguin: 太大进不了饱和区吗？ 01/28 12:00
30F：→ samm3320: M12 M13 size要看你有没有setup time的规格 01/28 12:02
31F：→ ColdPenguin: 我一开始有试过这个方法，但在扫Mos 的时候发现kn会 01/28 12:02
32F：→ ColdPenguin: 随着vgs改变而改变，导致饱和区电流公式不能用，然 01/28 12:02
33F：→ samm3320: 然後没有接成feedback 第二级其实不好调 01/28 12:03
34F：→ samm3320: 我的习惯是接成uni gain去调 01/28 12:03
35F：→ ColdPenguin: 没有耶 就gain BW PM这三个有规定而已 01/28 12:04
36F：→ samm3320: 那第二级的size你要跟ac一起去看 01/28 12:05
37F：→ samm3320: 他决定你2nd pole的位置 01/28 12:06
38F：→ samm3320: 你可以先放跟第一级一样大开始 01/28 12:07
39F：→ samm3320: 再慢慢调整 01/28 12:07
40F：→ samm3320: 第一次做都是猴子，慢慢进步就好 01/28 12:08
41F：→ ColdPenguin: Ok!我再努力调看看！太感谢您了！辛苦了！ 01/28 12:10
42F：推 goldcow513: 如果Vicm不能改，也不能换N Input,就把M7,8 source bo 01/30 14:24
43F：→ goldcow513: dy tie一起吧 01/30 14:24
46F：→ ColdPenguin: 小妹又来麻烦各位大大了…我把直流增益调到超过60dB 02/05 01:50
47F：→ ColdPenguin: 後 发现unity gain BW一直卡在50M左右怎麽调都上不 02/05 01:51
48F：→ ColdPenguin: 去 照着课本pole 的公式调整gm12好像也没什麽反应 02/05 01:51
49F：推 deathcustom: 一个设计的UBW是不会因为DC gain而变的，电子学没教 02/05 09:04
50F：→ deathcustom: 这个吗？ 02/05 09:04
51F：→ samm3320: 把电容降低 02/05 14:58
52F：→ ColdPenguin: @deathcustom 好像没有特别提到这点，是因为不考虑 02/05 15:18
53F：→ ColdPenguin: 有其他pole zero 的状况下 第一个pole 跟DC gain的 02/05 15:18
54F：→ ColdPenguin: 乘积会等於UBW吗？ 02/05 15:19
55F：→ ColdPenguin: 那麽ubw 要怎麽调整呢？ 02/05 15:19
56F：→ ColdPenguin: @samm3320 02/05 15:24
58F：→ ColdPenguin: 这是我把电容调低的结果（400f紫色~300f蓝色) 02/05 15:24
59F：→ ColdPenguin: 两条线最後还是会回到同一个点 02/05 15:24
60F：→ samm3320: M11规定一定要吗 02/05 15:58
61F：→ samm3320: 初学用电组比较好调整 02/05 16:41
62F：→ samm3320: 要把2nd pole往外拉可以把第二级gm 拉高一些 02/05 16:45
63F：→ ColdPenguin: @samm3320 谢谢您！虽然耗了好多area 但总算是做出 02/07 01:18
64F：→ ColdPenguin: 来了！ 02/07 01:18