网站海外推广资源,网站开发需求用什么软件,专业外包网站建设公司排名,查看网站有没有备案首先给出第一级是OTA#xff0c;第二级是CS的二级运放电路图#xff1a; gmid的设计方法可以根据GBW、Av、CL来进行电路设计#xff0c;因此在设计电路之前需要以上的参数要求。
1、为了满足电路的相位裕度至少60#xff0c;需要对GBW、主极点、零点进行分析。 首先给出其…首先给出第一级是OTA第二级是CS的二级运放电路图 gmid的设计方法可以根据GBW、Av、CL来进行电路设计因此在设计电路之前需要以上的参数要求。
1、为了满足电路的相位裕度至少60°需要对GBW、主极点、零点进行分析。 首先给出其表达式
GBWgmin/Cc p1-gm1/CL
p1为主极点实际位置在第一级输出点 p2为次极点实际位置在第二级输出 z为零点实际位置在密勒补偿支路上零点的产生是由于有两条前馈通路。
按我们理想的设计方法进行增益、相位设计时在单位增益带宽内应该只有一个极点因此可以近似为单极点系统。因此考虑如下的相位图 主极点贡献90°相位是我们不能控制的只能尽量将第二极点、零点频率尽量增大来提高相位裕度。
以相位裕度PM60°为指标可以设计为 第二极点频率3GBW 零点频率6GBW 这样大约有62°相位裕度。 根据 零点频率是第二极点频率二倍我们可以计算出第一级输入管跨导gm1是第二级输入管跨导gm2的6倍
gm16*gm2
也能够计算出
CL2Cc
再根据主极点频率公式可以计算出gm1的数值便可以计算出gm2的数值。
2、下面选定管子长度
输入管的gmid可以选取10~12我选择10这个取值和FOM有关后续学习后会补充。
确定gmid10后也可以计算出两级运放每一级运放的工作电流Id1和Id2。
根据电路图计算二级运放的增益计算公式为
Avgm1,2*ro1,2//,ro3,4)*gm7 *ro7//ro6
这里假设并联的电阻阻值近似相等可以算出
Avself_gain第一级self_gain第二级/4
此时根据NMOS和PMOS的gmid_selfgain曲线进行L的选择这里给出gmid10时的曲线。
NMOS↓ PMOS↓ 对NMOS和PMOS分别选择合适的L使其self_gain的乘积满足上边提到的等式比要求高一些稳妥。
确定L后根据L进行W的确定选择扫描gmid_id曲线w设定为1u这样方便后续对w的确定。也可以扫描gmid_id/w曲线根据电流去计算W。将W设定为1u其实就是将分母消除掉了。 下面给出w1u时的gmid与id曲线
NMOS↓ PMOS↓ 根据电流选择w因为id正相关与w1u的w流过的电流为扫描图中的数据则多少u才能流过你想要的电流进行简单计算就可以。这样输入管的W、L就都确定下来了。
下面进行电流镜管子尺寸的设置 电流镜在电路图中为M5M6实际中还需要多一个管子以构成电流镜。这几个管子的gmid都选择8这样噪声比较小一些。 L尽量选大一些以避免沟长调制效应。W的选取与刚刚讲过的输入管w选定方法一致。 下面给出w2u的gmid与id曲线。
PMOS↓ NMOS↓
这样电流镜的W和L也就确定下来。
下面确定第一级OTA的电流源负载管的W和L由于其与第二级CS的Vgs一致因此需要保证和M7的gmid和L一致才能保证两级都正常运作在饱和状态因此仅需要复制M7的L并根据gmid和id的曲线选定W即可。
这样所有的MOS管尺寸就都确定了。
3、最后补充一个零点消除电阻 补偿电阻的阻值计算公式 最终在cadence中的电路图为 最终我设计了一个增益90dB,GBW5.8MHz相位裕度接近80°
