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
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
1 ?- k! T: \5 F% [0 S/ E1 U5 \
* p6 z7 r4 l; h1 F9 `- C如果你要增加暫態響應的話建議後頭再加上

+ ?1 w5 u* ]6 s( e$ j: s% k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...
1 M4 P+ f, y* ^+ O2 _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。

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，
, W+ [2 k+ T, x. g7 f# F0 k
; ^" W/ w+ e% Y- F7 y是我想錯了嗎??
謝謝各位大大不吝指教.....
(已經調到好想哭的地步了....唉唉唉)
4 m5 i( m3 w( w. M: 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
9 Q* l0 {2 u1 r+ u# Y. |8 W4 [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...
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 ...

你的Vref是設在幾伏呢??
$ k8 x1 f+ g9 o8 H+ {我記得你的VDD是1.2V,採用P-type input folded cascode OP
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)
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。
% Q4 R, [9 t; F# p$ f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)

* f2 Z* k* h6 E+ M6 nVref是0.6v。
" ^8 M( ?. N6 i' ?2 g: `4 }3 Q! c* W如板大命中，P-TYPE是最佳的設計。
; @. [0 W; b& f! E/ ^
9 r; @0 W; l9 w* d" m  [還有，謝謝版大的PM，
( V% e- Y. a3 x5 S- F& ?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，
2 p7 z1 R0 R6 O& H# \! c; K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??)，
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~~

0 L) g3 N; g  `/ }6 D! E& [******************為何會調不出的心得：******************************
公式：gm2*( (ro5)   ||   (gm7*ro7*(ro2||ro9) )  )
" k4 ]! |% g: y: h因為電流鏡那端只有一級，
- S4 D( K  S, M0 d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，
* U$ H2 }3 b% ?. b! Q3 s
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。

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)，
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....)
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...
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。
*******************************************************************************

+ z6 u+ `9 i0 p( z4 z[ 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
  J" w+ O9 J8 M" a
4 l, ~  m6 b' I$ \0 P# E! Wfolded cascode OP少疊一級啦
: ~2 ?  k9 m2 g& f- I  q8 C3 P3 U
請看附圖
- |# w5 W6 x# _. W5 i5 h0 Z0 r! ^$ b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
8 E" `) c7 [( O9 h4 H9 K再修改一下試看看吧 應該很容易調到60db以上
: Y% R9 o, a& H% ?
& z5 A; ~3 J* ^+ l  ]6 U- H( d[ 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
所以只是再重新建議
/ i! C% p2 g! I! t* y$ ^  Z: ^9 S; `另外補充一下 假如是設計regulator的話, high gain是有必要的
. q8 h% `7 I' ?& L6 X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？

; r* O+ i. {4 T-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...

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:
) K9 v5 i7 ^) y& w原帖由 finster 於 2008-5-21 02:03 PM 發表 : f( r7 G$ @! _2 U
' R$ ?. k  b  A% a% r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)
+ T: c0 L! t$ M* `5 b: F/ d2 V- 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 ...
  d5 V; s  E0 P- c6 Q# f$ [# ~7 [
% a; D& G/ \1 B& W0 H3 \/ O
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
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

& S/ a  I2 [! W( l4 @2 X: r9 Yicmr
! d: ~  b) \- s

増益是1.135k  約60db
8 B3 p$ N0 K  ~4 S3 V
不過，PSRR好小，
且ICMR也不大，
4 [9 n# h( Q3 W3 d" t" r這樣夠run LDO
5 ]! E% r9 h$ Q4 ]! J或者運算放大器嗎??

. @3 k  \3 Z0 R4 T. g請問，又該如何才能使那兩個往上升哩??
+ S( a& j# {+ K1 e感激大大們不吝指教，謝謝！真的非常謝謝~~
, C; F& ^3 Q4 D
[ 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
, D' j. i& }8 R4 H8 z' B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，
3 _! I2 g* V7 ^- R面臨gain很大但是頻寬大不起來的窘境；
3 Y2 q* Q1 P; C$ v1 F( t: x9 i6 Q# A真是多謝7#大大的資料，
% ^8 O  Y+ I( \, p, C# p還有以上強者的討論，
真是獲益良多阿

c28488

對學設計的人..
這是個好東西!!

hoodlum

OP 是類比電路中很重要的元件,
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！