关于cmosic电压余度的问题（大家一起来讨论下）

zhzopenair

关于电压余度在网上一般有3种说法：1.输出摆幅；2.电压从饱和区变到线性区所剩的空间；3.过驱动电压
对于以上3种看法 我比较倾向第一种。首先可以肯定的是电压摆幅反应的就是饱和区的电压移动范围，那么也就和第2个看法如出一辙，存在的只是定义精确度的问题，在此不必深究。
另外，对第3种看法，我觉得不应该是同一概念，只是他们联系很大，假如有2个管子，下面的管子能确定输出摆幅的下限，上面的就能确定上限，那么如果下面的管子的过驱动电压大了，下限就会升高；上面的大了，上限也会下降。造成的影响就是输出摆幅（也就是我认为的电压余度）变小了。
不知道我说的对么？  大家怎么看，一起来讨论讨论

mousexia

没人哈

zhzopenair

大家都来说说啊 ！！赞同的也表个态啊，让我也确定一下是否正确啊
我看拉扎维那本书  写到源极跟随器时，也说到电压余度，“由于电平移动导致的电压余度的消耗”这就难理解了
电平移动与电压余度的消耗有什么必然联系？

harvey0905

这个，应该是VDS-（VGS-VT）

zhzopenair

4# harvey0905
你说的这就是过驱动电压啊   似乎也有道理
现在我觉得用这3种解释去看拉扎维的那本模拟coms都能说的过去

caolingjin

第一种数说法比较可信啊

西风醉雨

电压余度指的就是电压摆幅，线性负载消耗的电压余度要小于二极管连接的负载，就是指线性负载的电路输出电压幅度比后者大，可以达到0-Vdd

西风醉雨

回去又想了想，更加清楚的解释就是输出电压所能达到的最大值与电路电源之间的差值，这就是电压余度。由于二极管连接的负载的电压损耗，输出电压往往达不到Vdd,而是Vdd-Vth，这个Vth就是电压余度，也叫做阈值损失，而线性负载或是电阻的消耗的电压余度就为0，也就是说输出电压可以达到Vdd。不知道这样解释解释清楚没有，电压余度并不是楼主所说的三种中的任何一个。还请高手指正！！！

drivesource

西风醉雨 发表于 2013-7-26 20:27
回去又想了想，更加清楚的解释就是输出电压所能达到的最大值与电路电源之间的差值，这就是电压余度。由于二 ...

电压余度（Voltage headroom）是电路内部消耗掉的电压降，不能被转化为output voltage swing 的部分，通常这部分电压降是用来维持working transistors，让他们处于saturation region。In saturation region, Vgs-Vth(overdrive voltage) < Vds，每个working transistor 的Vds 都贡献 voltage headroom。我们需要Vds 比Vgs-Vth 大，通常Vth是确定的，假设Vgs-Vth被设定在0.2V 左右，Vds通常都得大于0.2V。比如说三个MOS transistor 串联，每个需要0.2V的 Vds，那么voltage headroom就是0.2*3 = 0.6V，如果Vdd=1.5V，那么最大的Output voltage swing 就只有 0.9V。一般来说voltage headroom对于low supply voltage case 比较重要，因为要在Vdd比较小的状态下，减小headroom，增大output swing

电源电压和输出电压所能达到的最大值之间的差值，就是电压余度。例如二极管连接（diode-connected MOS）做负载，输出电压达不到Vdd，而是Vdd-Vth，这个Vth就是电压余度。而线性负载或是电阻消耗的电压余度为0，也就是说输出电压可以达到Vdd。电压余度与输出电压所能达到的最大值相加就是电源电压，电路消耗的电压余度越大，输出摆幅也就越小。