Cascode Amplifier(調不到mos全都飽合)

u9213118

如上圖 iref為100ua

7 d' Q% Y" q# t/ s. v2 w問題是這樣的 我怎麼調都頂多只能調到上面4個pmos sat 下面的nmos都沒辦法在sat
* m+ B+ i1 O( T  V我用式子推過 推出來的結果也沒辦法讓六顆mos都在sat
/ C9 o% N0 B7 {" ~3 x麻煩高手賜教啊...
卡這邊卡好久了...
$ F2 e& D. G6 B) ]; J: Pvbias1 &Vbias2的電壓都調遍了 還是沒辦法

# s1 l# C9 z2 _* _- `# L順便想問個問題 mos的kp kn(upcox uncox)要怎麼求出來才會準
我model檔找不到這項參數 自己推 推出來的值也很怪


0 a5 R: u7 `1 h1 |- d& m$ c以下是我的sp檔內容
***********lab13_2************************
9 G+ o# i8 q# x% r.lib 'mm0355v.l' TT
***********parameter**********************
.global vdd gnd
vdd vdd gnd 3.3v
8 [+ {1 Y' A- k" U  sIref1 net2 0 ix
vin vin 0 dc vdc ac 0.2v
0 e9 V( H  }1 ]+ r" H6 vc11 vout 0 5p
vbias1 vbias1 0 0.9v
) p  V' ^% r! B& n6 J6 p7 gvbias2 vbias2 0 0.66v
" l8 Z! L- [* }' h; M7 S- ?.model nch nmos level=2
- l1 I" i1 Y/ a2 Q! R.model pch pmos lebel=2
' `1 Z" R: H4 X4 G1 z.param ln1=1u ln2=1u
  q$ |$ B4 P! N8 U9 i  A6 w+vdc=0.75v  ix=100u mx=1
************circuit************************
mp3 vout vbias2 n3 vdd pch l=1u w=40u m=mx
mp4 net2 vbias2 n4 vdd pch l=1u w=40u m=mx
7 ], o7 U! `2 ^. ~! cmp5 n3 net2 vdd vdd pch l=5u w=20u m=mx
+ Z3 ]& i- t( o; emp6 n4 net2 vdd vdd pch l=5u w=20u m=mx
1 k8 l5 R; S: W& Xmn1 n1 vin 0 0 nch l=ln1 w=40u m=mx
: W1 r' ^: Z/ u& L9 _mn2 vout vbias1 n1 0 nch l=ln2 w=40u m=mx
7 W9 C: C! f; E0 Y( Q* n2 [& Q*************analysis*********************
& K1 {+ x1 R4 m+ A# g. Q.option post dcon= 1
$ \3 {- g" B$ G$ z! I( m' ?.op
*.dc vin 0 3.3 0.1
" ]- r5 c7 F8 h) ]# h+ O1 U.tf v(vout) vin
3 M5 D5 N) K2 R.pz v(vout) vin
  O7 F+ N7 c4 ?, k& w- ].ac dec 100 100 100000MEG
.print vdb(vout) vdb(n1)
6 i+ j4 j  ^* O6 ]% v) a7 q2 \.print v(vout)
*.alter
9 n! x! O, W/ t/ ?( q) f  U$ r- Q*.param ln1=5u  ln2=5u vdc=0.95v
5 ~' }9 B1 @. Z1 D0 T. ]*.alter
0 T. j  b! I3 t4 \*.param ln1=10u  ln2=10u vdc=1.2v
*.alter
5 T* _! @! ~( H. h* W8 u.param mx=1.5 ix=150u vdc=0.75v
1 s  g! y! c% p2 C8 [0 a.alter
4 y6 }8 x8 F4 n.param mx=2 ix=200u vdc=0.75v
.alter
.param mx=2.5 ix=250u vdc=0.75v
- m) N2 Q4 H+ x5 F" f1 J, G8 a.end

monkeybad

除非你的VDD電壓不夠高 或是mos Vth太大 不然應該可以調到飽和才對
- F$ v/ h5 `9 t! Z' R調的時候有技巧 你可以用.ic V(Vx)=XXX 這個指令先把某個Vx節點電壓固定起來
例如Vout你可以先固定在VDD/2左右 其他Mos的Vds也可以先固定起來
Vds可以先用算的估計一下看看是不是能讓MOS在飽和區
- ^6 B3 J. p+ b; f' T再來跑.op 接著你就可以看到Mos是不是全部都在飽和區 然後因為電壓節點被你固定住了
所以電流並不會互相匹配 接著根據電流來微調MOS的size
- L2 n0 v" T2 ^例如你的PMOS電流比較大 NMOS電流比較小 那你就把NMOS調大或是PMOS調小這樣

happybull

请试一下：
vdc=0.９5v
" c' j# _0 G5 g/ qvbias1 １．２．
) ?7 m' f3 U+ s# n( ^
什么是nch l=ln1 ？

u9213118

喔喔 原來可以這樣喔
這樣也是可以(先交差)
6 w# \+ E5 s6 F5 j* ~不過如果size是要像圖上的
就是不動到size的調法
就比較不懂了
5 [" H" e- a, E1 y7 L我的作法是先推x點上的電壓
利用飽合電流公式不過kp是用單顆pmos推的
; u6 }7 |/ j. P- b之後在慢慢推出一些不等式
在去取適當的值來放
kp是我比較不確定的因子
; N7 O  E- d5 W推出來都怪怪的
上面的code是只能調vbias1 &vbias2
其他的值都給定了(偷偷改也是可以 不過這樣就學不到東西了)

緣緣

基本上電壓源電路應該不能直接設一個固定偏壓，因為你固定P-MOS或N-MOS的Vg值，相對就會決定你的Id及Vds飽和電壓，當你上面MOS電壓變動時，下面MOS的電壓就可能跑掉進入linear，你可以使用一個電流源加一個電流鏡產生一個偏壓電路代替你的外加固定電壓，應該就很容易全部調到飽和區了。
另外，附帶一提，一般kp的預估值為50u，kn的預估值為110u，這是從相關書籍得來及實際模擬的經驗值，不過我這裡的值是以MOS飽和區公式，Id=1/2*K*(W/L)(Vgs-Vt)2來解釋。
1 w  r! U2 G2 E+ m8 W! ]  o6 z提供給你參考，希望對你有幫助。

wuwen

Let me try if I can help. I would like to check the circuit intuitively.

: O& f/ ?( f4 b4 |% m: ~) BBelow analysis is based on the limited adjustable variables (Vbias2 and Vbias).
) k8 X* k0 o# l% K& M5 ]
If Iref is fit, basically V(X) is fit, this means that you would have only V(X) to distribute for Vsd  of MP4 and MP6.
! k9 _4 a5 C) o! T9 V
1 E3 ~+ p( C; rV(P1) and V(P2) is determined by Vbias2, increase Vbias2 would decrease V(P) and push MP5 and MP6 closer to the linear region.

Vbias would determine V(Y), increase Vbias would increase V(Y), and push MN1 deeper into saturation region.
/ V  F6 O+ C2 a) T3 j( l. v. v! _
4 u/ \5 V3 t+ x5 [) f# V+ wYour output swing are:
Vout_max=Vcc-Vdsat(MP5)-Vdsat(MP3)
( }  r1 f% K/ g* CVout_min=Vdsat(MM1)+Vdsat(MM2)

$ }  G: A8 _. O' rLimit your  Vin swing would then assure the proper operating region of transitors.
' n. G4 w+ I" F! z) O; z
# y0 s8 F6 w$ rHopefully these help.