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
5 u# A& w5 d1 S2 g1 T: T感謝大大分享的這篇PAPER
, I  U: T- r8 \2 Z) T# j& Z/ v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~

8 c4 G2 F. b2 W& g+ b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
' f. z6 p% L5 M, r8 ?$ D1 v) [- Z# p
2 M& |  k! V) W9 R) J( `7 q# d. b3 H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...
% k! R. t$ z  \8 f1 ?, t  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。

+ J4 ?+ {2 M4 _9 L0 w% M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，

( @: r8 m. }  l, r, ~. d是我想錯了嗎??
* B: \2 ]% O' q- C  p6 i2 S% A謝謝各位大大不吝指教.....
1 z0 @! u# u' L- O(已經調到好想哭的地步了....唉唉唉)
( D. I2 s, T9 u$ a6 p(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...
( E2 x* G, C) d* Q努力調了很久，目前進展是增益，446，約53dB.....始終達不到60dB...
3 T* g6 G9 I. C6 p而專題本身是沒規定60dB啦，之所以會認 ...

# Y( D  ~" n/ I4 {* T9 ?% h& J
( f3 A& B' h' A; T' n, s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
; F9 O3 b" m1 a/ \9 ~- M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
4 D; ^2 [) s3 u, e7 C3 i. P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)
- ~5 [  Y+ d5 X5 P/ \3 ~
Vref是0.6v。
/ ~; A8 n/ T5 A# E7 ^如板大命中，P-TYPE是最佳的設計。

1 a1 A6 W! S+ K6 w' q& s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，
5 f/ ^. r6 J+ @1 U* S6 U. o/ V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??)，
9 V. @% V( ^, P& p" o; Y) l; A$ W+ c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：******************************
9 K# y4 a  I; {& B( P公式：gm2*( (ro5)   ||   (gm7*ro7*(ro2||ro9) )  )
' w! }. v* O' \/ J$ Z( B4 O因為電流鏡那端只有一級，
+ g$ N. C/ X- x7 x: b也就是往上看的ROUT只有一個ro5，
1 `5 h0 b" }) p# u+ c: {+ V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，
* U) B4 u- d9 M/ H/ G& W% W而，L5已取7um(太大了吧)電流還必須維持2uA以下的情況ro=2M，
  C9 W$ X5 f" S& i* t# W6 J, [7 L$ `
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，
但，上升不大...試著放大寬長，沒有明顯的變化。

; T2 f4 m' D4 \9 S: I* ~: d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)，
4 D9 A& Y+ o/ }2 H/ ~. ^導致ro2跟ro9變小，雖然gm2有1.2m，但並聯後增益只有400多...
, v  K7 d$ X& d: Z) ^7 ?4 j3 U(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....)
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...
. ^: V* U. |) o! x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，
  u1 Y+ T' y8 c, `& i增益當然就愈來愈小。
; g0 }' K: K0 h/ q& ]*******************************************************************************

% s  k) q& \0 a; x8 {% T[ 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
- w' C, D% b5 E6 H
folded cascode OP少疊一級啦
9 B( S' d4 N: ?$ e" A7 }
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
這樣跟一級op的gain是差不多的
6 B& q- w# {/ U& J/ C再修改一下試看看吧 應該很容易調到60db以上

& q# S& e3 A& ^[ 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
: w& _/ P2 H6 t所以只是再重新建議
# Y3 U- P5 D" P4 A2 t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？
) y8 l& m" N1 `) V
-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??
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...

# h' I( }  O* j* @; v/ Q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:
# p! R2 x! e# {; v& J3 y# c2 a原帖由 finster 於 2008-5-21 02:03 PM 發表 : f( r7 G$ @! _2 U
% f% N1 S. o0 Q7 N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)
' ]- D) b' U( O4 a$ X- 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 ...
, |5 R0 h( L/ ?7 w- [3 F* q

+ l% d" Q3 ^2 _/ a4 d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
1 O. Q& ~: o" d+ J' G. D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

  F& W. X' T5 n5 uicmr

/ g) w/ ~$ ]3 z
- v6 b4 ], W# q$ |9 q6 \増益是1.135k  約60db

2 ]& C$ }  s1 j. l9 h不過，PSRR好小，
8 w, o2 w; J+ C, W且ICMR也不大，
這樣夠run LDO
. g6 Z( e$ U, ?; v# g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~~
* W3 \4 c/ a' C" n) A$ y
[ 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
' x" X" P/ V+ Y# E5 P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；
; w. \! G/ \; m, }+ ]真是多謝7#大大的資料，
& {: B$ T; ]) `1 ^) t還有以上強者的討論，
3 a% p4 |, w; J- ?( R真是獲益良多阿

c28488

對學設計的人..
5 o9 n4 s- r9 K  E7 y7 Q+ d這是個好東西!!

hoodlum

OP 是類比電路中很重要的元件,
. n7 G6 N+ |7 P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！