请教几道analog面试题

stanleyy

都是些纯技术的问题，关于op-amp的。
& z3 B; X) A: n, B: L" C
' @7 u& }5 `  k4 U/ P1. 比较三种结构：a. 2-stage op-amp (active load, class-A output stage); b.
2 W% X/ v7 s0 K7 B6 Z" ttelescopic op-amp; 3. folded-cascode op-amp。3者各有什么优缺点。
" p7 q: d1 Z# t& L
: Y! m# w7 o1 b2. 设计普通的2-stage op-amp，是第一级还是第二级的gain比较的大？为什么？
; N$ _$ K/ G9 u& b% N% a, H) I
3. 普通的2-stage op-amp,如果没有任何freq compensation,那么那个是dominant
pole?哪个是secondary pole。请解释为什么会是这样（就是说，你要是说第一级输出
是dominant，那么好，解释一下为什么它是dominant;反之亦然。）

4. Miller compensation一般是怎么work的？通过Miller compensation,原先的
dominant pole现在怎么样？secondary pole现在怎么样？为什么会出现这样的情况（
' M/ a! y- ^* Y/ h% x我们都知道Miller是pole splitting,让低频的pole更低，让高频率的更高。你要回答
% ~) x9 d1 ?, F# o4 s! U2 U) F# W4 T的是为什么会这样？不是单单从公式的角度）？
) Q5 w8 e. L$ B/ R2 a# C8 T
! ^" W: d* i4 Q0 ]5. Noise，对于一个input pair来说，是PMOS or NMOS 的noise更好，请解释主要是什
* x# a3 Z; Y) G么东西引起的。如果降低noise，gm需要减少还是增加？

6. offset，对于一个普通的2-stage op-amp，有哪些offset （input diff pair,
, j2 R: }# E! |output of the 1st stage, etc）,在这些offset中，哪些是有major影响的，它们各自
的影响分别是什么?
1 }  o* M: M* Q6 x  F( M  N
4 b" w2 U. V1 q; v) A期待牛人的详细解答。。。

kuohsi

1.請看Razavi的書 P.314
# v6 Q7 ^- @0 j, I8 x  P
2.通常是第一級，這樣input-referred noise 較低。
' O- v6 y5 @& S) X
5.PMOS可壓低 flicker noise，但是60nm以下差別越來越小。gm當然是大好，理由同2。

1 B' G/ T! ?! l1 k其他忘了，請各位高手解答！

finster

offset主要區分成二種
一種是Vt的offset,另外一種則是current mirror or current source offset
) w- P' @6 B! u" z* |Vt的offset主要的影響來源來自第一級的differential input stage,這個offset主要來自製程廠的因素所造成,這個offset絕大部份的評估是以製程廠所提供的技術來決定這個Vt的offset值為多大,一般而言,面積愈大,Vt的offset會愈小,PMOS的Vt offset比NMOS的Vt offset要來的大,若要消除這個offset,可以從input stage size著手改善,或者可以從layout手法與對稱的方式來改善
8 J: U5 M, {  h0 V7 C. W/ O+ X第二種current mirror or current source offset大都是講第二級的部份,形成的原因乃是因為current mirror並非理想而造成的offset
; `8 k9 e) m" G+ Y/ Y# j, G6 q這兩種offset以Vt的offset影響較嚴重,也較難解,因為area會直接決定Vt offset,而current mirror or current source offset的等級跟Vt offset比較起來小很多,一般來說都是先考慮Vt的offset,若有其他餘力或者area,再來解current mirror or current source offset

hoodlum

小弟也來提供點淺見:
" l. W3 r& |- K4 ^% F; u  M" V
& Z0 a8 F6 J( e, b第三個問題 :
7 N; z& x" R% C8 I$ Y      two stage OP在沒頻率補償的情況下,dominant pole應該是落在
       輸出端,而secondary pole是落在第一及輸出端,因第一級的OP較大
. N0 I, W  i, J       C應該是current mirror 的active load裡的mirror pole,但此
3 s8 f5 m0 z, M  X: S       點看到的R卻比較小,約為1/gm, 而第一級輸出阻抗可以提供大的R但卻
       僅MOS的寄生電容來提供極點的C,所以第一級都是大R配小C,或小R配大C
$ R4 u: e  P4 [  s# A- k* ~; @0 \      而輸出點通常看到的loading C會比較大,且第二級也可提供夠大的輸出
       阻抗,所以在沒頻率補償的情況下,主極點會落在輸出點,次級點,落在第一
       的輸出點

water100

請問樓上的前輩
& `" }* g6 Z- D( ?  \何謂mirror pole呀?!  是current mirror造成的是吧!?
而這裡我記得會有所謂frequency doublet現象是吧?!     
: |. W( K! @1 Y- r; M3 K第一級是大R(應該是指Rds並聯吧?!)配小C ,
小R配大C 是怎麼來的呀?!
謝謝大家的回答^^

hoodlum

第一級diode connection 那顆MOS上的寄生C較大
但此極點看到的R為diode connnection的MOS所貢獻
- P$ P' \: Y; w7 R約為1/gm比第一級輸出阻抗小,所以第一級中的pole在
, Q" W0 A' `) `8 A1 M2 D無頻率補償的條件下,極點落在較高頻率形成非主極點

fu20094376

两级运放的主极点应该在第一级的输出端，次极点应该在输出端！
3 Q- r. e( \' {2 U: K- @$ Y& X; c/ m   一般的两级运放的第一级主要实现增益放大，第二级主要实现输出较大的幅度和一定的增益，对于具有较高的增益的第一级来说，输出的阻抗是十分的大的，并且输出点的电容就是第一级的输入电容以及本级的电容的加和，该电容也是十分的大的，由此导致该输出级的极点时十分的小；对于第二级的输出电阻，由于该级的重要的目标是在一定的增益的基础上，获得极大的输出摆幅，因此输出电阻相对来说较第一级较小，第二级的负载电容也是较大的，由此导致输出的极点也是十分的小的。
9 G2 Z: `+ F% r, [* J2 c4 n5 t) S   一般来说第一级的极点相对来说要比第二级的极点较小！
: q4 ^+ O( X. i5 q- n
   请多多指教！

semico_ljj

第三题解释清楚R，C的相对大小即可，就能看出你对电路的理解程度了！