作者ewboy ( )
看板NTU-EM93
标题Fw: [问题]设计 OP 的问题
时间Mon Jun 4 09:57:03 2012
※ [本文转录自 Electronics 看板 #1Fna2TLb ]
作者: jamtu (月光下的智慧) 看板: Electronics
标题: Re: [问题]设计 OP 的问题
时间: Wed May 30 23:45:31 2012
※ 引述《bulcas (神采飞扬)》之铭言:
: 1.
: 我现在再重新做一颗 OP
: 先依照直流规格,如 Slew Rate、频宽,把每颗 MOS 期望的 ID、Vgs、Vds、Vbs 订好
: 然後把一些可以得到的小讯号参数求出,如 input stage 的 gm 值。
: 然後建一个 model 把相应的 Vgs、Vds、Vbs 灌入,把 L 设定为期望的值,
: 把 W 设为变数。
: 然後去扫 DC ,扫到相对应电流的那个 Size 就是我的 W 。
: 想说先这样把 DC 环境及偏压定义好,然後最後再来微调小讯号参数让他符合。
: (本来想要手算的,但是实际 model 跟书本上的那个 model 实在差太多,而且还有
: 一些参数是我不知道的,像是 Un、Up、Cox 这些,想来想去只有这样的方法...)
: 请问这样做对吗? 有没有先进可以跟我分享一下,"实务上"应该要怎麽 tune 一个
: 类比电路?
: 因为之前的作法都是 Trial and error,这颗调一下,下一颗又跑掉,反反覆覆,
: 很没效率,而且很难调,常常调来调去最後又回到原点 = =
: 2.
: 因为我目前这样的作法,必须要找电流对到的 W 值,想请问有没有 Hspice 语法,
: 可以直接把对应到某个电流值的 W 抓出来? 不然自己对其实有点不准
: 3.
: 我用 Discovery AMS 这套软体扫出来的 W 值可以很接近。
: 但是我用 Analog Design Enviroment 扫出来的值却是天差地远。
: 例如实际上应该要是 100u 的,他扫出来却是 30u ...
: 然後把这个 Size 丢进去跑电流又不是他当初扫出来对应到的哪个电流。
: 想请问一下这有可能是什麽问题呢? 非常感谢!!!
你的flow不太make sense。
首先,设计OP你应该先设计current source
比如说你先看SR,假设你需要100uA的第一级电流
那麽假设你给L=5um让他的ro大一点
并且你假设Vgs吃掉600mV
应该这样去扫他的W,以满足这样的电流
再看看这样的condition是否有其他的不合理之处
(比如觉得W太大要调高Vgs,觉得Vgs绰绰有余想省一点电压)
接着是看input pair的gm,因为他在2-stage OP决定了频宽gm1/Cc
但是此时你的电流是一个constant,50uA
依照你gm的需求去决定W/L,此时Vgs变成一个被动的参数
假设你很想省电压达到很大的gm,又不想用太多电流,只好把W/L加大
有个参数很重要,叫gm/Id的ratio
gm/Id = 2/Vov 只有在电晶体操作在strong inversion有用
一般来讲即便给很大的W/L
gm/Id会卡在27左右上不去,不管你的Vov再小甚至是负的
在很大的电流时,也不太可能在限制住的Vgs下让通道无限宽
gm/Id的ratio必定会下降,自己做个几次可以去抓那个值
点18如果电晶体是流过靠近uA等级的大概就是先抓20
靠近mA等级就是先抓10
size比较合理
这些都不需要真的去扫,tune个几次抓个大概就差不多了
假设你动一点点其他就飘掉,表示你的电路不robust
制程稍微歪一点你电路就全死
是不是没有做CMFB?
调整电流时是否是调整multiplier,而不是W跟L乱try ??
太着重於要"扫"来找到对应的点是不对的
大的spec决定下来
比如
SR > 10V/us
Cc = 10pF
GBW = 20MHz
CL = 50pF
之类的,你应该能够从SR去定义第一级的I
从Cc与GBW定义Gm1,try几个W/L以满足这样的值
也要从CL跟GBW能够定义出Gm2,第二个pole要在多远,进而去看第二级电流
注意第二级电流也是从第一级mirror过去,你只是调整multiplier看要几倍
来回几次,你改的会是gm,I,W/L
比如会不会要把Cc加大把第一个pole推远一点,省第二级的电
这样是不是第一级I要更大去满足loss掉的SR
电压反而是被动的东西
我上面描述这些应该可以某种程度写成一个SOP
但是我自己的OP看的是其他东西,设计考量又不一样
做什麽样的OP,spec要想清楚再下去调
如果是业界高规格的design,我就无解了
专门做OP有FoM,不过我觉得平常学校做不要太浪费电都还好
稳一点比较实在
Boris Murmann有写一个tool去optimize two-stage OP
有兴趣可以去置底的连结寻找
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※ 转录者: ewboy (61.62.131.52), 时间: 06/04/2012 09:57:03