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
' X* M" P. a7 c- ^  v5 _7 M感謝大大分享的這篇PAPER
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

( C' f0 o6 A1 A& `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...
# K1 E6 P; @' l8 v9 T- p努力調了很久，目前進展是增益，446，約53dB.....始終達不到60dB...
' n- V2 J7 t( r- d& j# x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。

穩壓器的設計得到CVDDH的穩壓值....
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，

是我想錯了嗎??
謝謝各位大大不吝指教.....
8 }6 ]' o9 E  `5 W8 v(已經調到好想哭的地步了....唉唉唉)
+ f( \- x6 g1 {8 r" _(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
2 }1 {8 P0 B$ C* q5 k: J0 T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...
; Z# u$ c1 G, q3 g9 _1 U2 Q. j0 B努力調了很久，目前進展是增益，446，約53dB.....始終達不到60dB...
7 p8 }4 d' ^, N而專題本身是沒規定60dB啦，之所以會認 ...

  Z/ \- M6 K1 ~# C& i
" d, P( ?* l8 I6 Z  [* P' ?( c
7 @; D7 f3 W. V* h3 `你的Vref是設在幾伏呢??
' q& k9 @2 O4 a' ^我記得你的VDD是1.2V,採用P-type input folded cascode OP
% c9 r: |, [$ F5 \% o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)
3 ?5 r+ J& S  g' N+ U! P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。
) s$ |6 S1 ?( w( I" e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)

0 g: ^7 V8 \2 R  U; B: \Vref是0.6v。
如板大命中，P-TYPE是最佳的設計。
" x% w% {- m' M  o6 a* Q2 d
還有，謝謝版大的PM，
8 J/ i0 @5 U: w. V+ z" |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，
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??)，
* P- i- |2 n4 \3 [* z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：******************************
+ R* p( ?+ L1 X公式：gm2*( (ro5)   ||   (gm7*ro7*(ro2||ro9) )  )
% l  G7 A2 l( a* q; p# l( |6 H因為電流鏡那端只有一級，
8 J4 K( l5 r6 _& s! j* W1 P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，
而，L5已取7um(太大了吧)電流還必須維持2uA以下的情況ro=2M，

往下看是gm7* ro7*(ro2||ro9)，卻也因為電流過小，
gm7*ro7照公式看來會隨著電流下降而上升，
4 T% A2 O# b5 l/ z8 f但，上升不大...試著放大寬長，沒有明顯的變化。
9 I" p) a" m; _' W3 z
, w+ ~- `- r; t0 M. j* w% t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)，
3 q8 M7 s6 m+ y. n+ x導致ro2跟ro9變小，雖然gm2有1.2m，但並聯後增益只有400多...
(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....)
5 C: Y" L8 x# V8 f: y/ @1 l5 |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...
2 ~$ g- {8 [6 {, |  Y! `4 }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。
" `! I. r' M& q4 ?$ {% P) x6 a+ M+ @*******************************************************************************
9 R* y& z7 h( J1 p( Y* V
[ 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
+ e$ z, ~# c, w
. |$ R# d" A9 M3 o8 _請看附圖
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
: d- W( E( g) ]3 c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

( S4 V6 k6 ^; |4 Y5 {* {[ 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
# \# e# ~' }5 m- ?9 k6 g9 `所以只是再重新建議
另外補充一下 假如是設計regulator的話, high gain是有必要的
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？
; ]9 B/ ~0 _! k, P& X: _
-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。
咦?shaq大的問題是??
) X) z3 H- X% e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...
9 |, s' U8 j  D2 N" |6 j2 O& \
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
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)
/ G0 S7 {3 Z2 p: t# ^' v0 C* d$ 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 ...
: @+ G; v$ |# M. z

5 ]1 b- ~( l1 N# T5 I- G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
, E4 x, \' {  H" R- w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
6 [3 Y( |$ ~2 ?% I- V( D再回過頭來檢視  自己的 folded cascode該怎麼調

st80069

psrr
' Z' o' r$ R6 W3 \0 ]
1 H& S" T8 R) jicmr


増益是1.135k  約60db

不過，PSRR好小，
$ ^0 N0 p( [3 D( ^. y/ U& ]# I1 Q且ICMR也不大，
這樣夠run LDO
$ ]8 v2 b. b' D5 x3 H或者運算放大器嗎??
. [( n7 J. \  A/ f$ I  P
8 m  q3 }" P# z  t* R7 Y9 r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~~
1 q2 }9 l) I* @* Y2 R! v( @
1 b; L: l5 R1 k, r) j# }/ M[ 本帖最後由 st80069 於 2008-6-7 12:29 PM 編輯 ]

I1121MISSHONEY

多謝你的分享
3 e2 D5 K" E0 H, u" P小弟最近也在為條寬長筆上遇到困難
6 B/ l# S* u' V) ^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，
' g+ J& d& P8 h: g, U& ?7 Q4 r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，
9 Y7 u8 n6 d" Z% v; G' y5 f+ i還有以上強者的討論，
6 {5 f0 Z3 p0 i8 D) D) |真是獲益良多阿

c28488

對學設計的人..
& U4 ]2 B9 R8 l8 I) G. i0 Q8 G這是個好東西!!

hoodlum

OP 是類比電路中很重要的元件,
* {' [3 U. g1 a+ T6 w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！