constant gm biasing circuit 問題

abeiptp

想請問一下為什麼M2都會設計成比M1 size大幾倍,但是positive feedback loop gain 不是等於
9 l# `/ i) I: }  q% Y9 t( Wgm2/[(1+gm2*R)*gm1] 嗎? 即使M2沒有比M1大,由loop gain公式看起來loop gain也是小於1,
不清楚M2設計成比M1大的原因是什麼? 還是我loop gain公式推導錯了?
謝謝!

abeiptp

我知道做大一點是因為要gm1=1/R 那他還跟loop gain 有關嗎?
9 {; j- C3 L. \+ s: W$ Y因為Martin 250頁有提到,為了讓loop gain < 1 ,所以 (W2/l2)>(W1/l1)

賴永諭

loop gain 大略估算應該是(gm3/gm1)*(gm2/gm4)
當你要的gm1=1/R時,(W/L)2>(W/L)1
即loop gain>1且正回授下,對DC訊號而言會M4 Drain 會latch到VDD使得電路電流=0,
: Y" `  K; Z* X% ~所以電路會有2個stable點,一各是我們要的DC點,一各會使電流為0,所以start up current is need,這是我們老師說的...
我想Martin可能要表達也是依樣的觀念吧,只是寫的不是很好哩!!
7 h  O2 H5 m8 {9 ?; t大家參考看看哩...

賴永諭

不好意思~~修正一下..上面寫的loop gain是一開始電流很小時不考慮R時,所以會發生latch使的電流為=0
當脫離latch 點時,大略事Loop gain=(gm2/gm4)/(1+gn2R)*(gm3/gm1) gm1=gm3
- y/ p: j! B+ {所以當脫離Latch點時是 loop gain <1的穩定點...我想作者是想表達這樣的想法吧..
* j$ s0 V3 \6 ]8 A8 T thanks!!

LAS.xs

目的是使M1M2過驅動電壓有一個差值，產生電流吧
Iref = (2/k*R2)*( 1-1/√k) 2

finster

原帖由 LAS.xs 於 2008-4-9 12:00 PM 發表
( f2 p' {1 z% Q目的是使M1M2過驅動電壓有一個差值，產生電流吧
Iref = (2/k*R2)*( 1-1/√k) 2

: ?7 D+ q7 ]! ?' E2 |  G2 _2 ?
Behzad Razavi所著的一本"Design of Analog CMOS Integratd Circuits"裡面(我忘了是第幾章),在講Bandgap reference circuit那個章節裡有這種電路架構的公式推導
另外,書本裡頭有建議K取4是最佳值,因為√4=2是開根號後的整數值,若取3或者2或者5均會得到有小數的值,計算起來會比較麻煩

johnqhu

我的理解是：在一阶近似的时候，稳态下M1和M2的电流应该一样大，但是M2的S端有一个resisitor，所以Vgs2<Vgs1。所以需要把M2做大一些。使得Im1 == Im2。

sachiel

不好意思請問一下各位高手
這個電路需要調到兩邊電流差不多相同，才有抗電壓變化的能力嗎？
1 v; n1 K8 O& {7 U! R我目前使用0.18um的製程，但好像沒有辦法讓兩邊的電流差不多
大概會有1~1.5uA的差距
各個CORNER下也大約有1~2uA的差距
9 w  C( v# _/ K& d: O! o* Y. h請問這樣是正常的嗎？

finster

原帖由 sachiel 於 2008-4-24 11:53 PM 發表
不好意思請問一下各位高手
這個電路需要調到兩邊電流差不多相同，才有抗電壓變化的能力嗎？
我目前使用0.18um的製程，但好像沒有辦法讓兩邊的電流差不多
大概會有1~1.5uA的差距
3 Q( ^' z% v9 d* t8 I各個CORNER下也大約有1~2uA的差距 ...

& Q4 P4 `" O" R* b9 g" u$ Q. ]% D. r正常
但要留意一下工作電壓變化時,其電流是否有異常的變化
* U$ W# K! F) |* E如果有,MOS的size和電阻值要稍微再作調整

welton

M3跟M4的VDS在Supply sweep時一定不一樣,所以由CLM造成的IM3跟IM4一定不一樣,就會造成Iout與計算值有差距.不加電路解決只有在VDD=VGS1+VGS3時,IM3~=IM4

LAS.xs

這個又如何分析呢？
有多個環路，並且嵌套在一起，以哪個環路為主呢？

wxw622486

对于第一个图,可以这样一来理解:在电路启动过程中,电流是由小变大,电路中电阻的电流很小,可以忽略!!M2設計成比M1大是为了使电路环路出现正反馈!!电路才能正常工作!!如果M2設計成比M1小,电路无法正常启动!!!!
+ J2 z7 `+ Y8 K  @. S    当电路电流很大的时候,流过电阻的电流不能忽略!!要使电路稳定工作,需要的是环路负反馈!!!电阻在这个时候起作用!!!!

在启动到正常工作,电路稳定,是正反馈为主,负反馈为辅-----负反馈为主,正反馈为辅的过程!!!!

wxw622486

对于第二个图可以这样理解,它是从电路结构转变过来的.是自偏置电路的演变!!!,T1工作在亚阈值区,电流大小为VGS(T1)/R,在这个电路要正常工作还需要启动电路!!!!

wxw622486

其实这个电路只有一个环路,你可以从别的角度分析,输出提供�定的电流,作为点电流源,理论要求输出的电阻要无穷大,实际不可能,主要方法就是让输出的电阻越大越好,从这个角度看,输出端的电阻就是R*GM(T1)*RO1*GM(T2)*R02.输出电阻很大,达到�流的基本要求!!!

wxw622486

在分析偏置和基准的时候其实结构原理不是很多,主要是结构演变,提供更好的性能,满足电路系统的要求!!!!!!!多看书有很多的好处!!!多看多想!!

LAS.xs

原帖由 wxw622486 於 2008-5-5 10:39 AM 發表
对于第一个图,可以这样一来理解:在电路启动过程中,电流是由小变大,电路中电阻的电流很小,可以忽略!!M2設計成比M1大是& ...

5 d* Y$ W, ^; b第一個圖一直都是正回饋吧，沒有出現負反饋。只是增益小於一，所以穩定。

賴永諭

This is a bootstrap reference circuit.
Maybe you can see the improved Wilson circuit and bootstrap circuit of the Alden's book.

hiyato

幫樓主補充一下，是在Behzad Razavi所著的一本"Design of Analog CMOS Integratd Circuits"的
0 {0 E  d! H! ?% u. B* p第11章Bandgap reference circuit一開始，敘述與電源無關的獨立電流源。

temes

the first circuit ,why you think current is small, resistor can be omited.
i think the first circuit needs startup circuit.

賴永諭

第一個電路當然需要start up circuit,不然電路會Latch 住阿..就會電流＝０阿!!!!