Bandgap中偏置电路的环路增益计算及稳定性的疑问

chenchenbeyond

Bias1

OP1

如图是带隙电路中运放的偏置电路。
图中，运放负端接Vref（稳定的带隙输出1.197V），
通过负反馈使IR1的电流变成与温度无关的电流，
最后将这个电流引出去作电流源使用。
这个电流源最终给两个运放提供电流偏置。
一个是本运放中NMOS管电流源
还有就是Bandgap中运放的电流源

图中本运放的电流源的偏置BN1也由IR1来提供。
Q1:这里反馈如何计算？是算电压-电流型的，还是电压电压型的。
我个人认为最终取的是电流，应该是电压-电流型的。可输出的是BP2的电压，这个我该如何理解？
两种方式的环路增益如下：
设运放的直流增益为A。
a:输入为Vr，输出为IR1。
F16处断开ac回路，在R1处并联一测试电流，取Im21的值
环路增益af=R1*A*gm（m21）
b:输入为Vr，输出为Vbp2
BP2处断开ac回路，并在M21的G端添加一测试电压，取运放I0的输出电压
环路增益af=gm(m21)*(rdsm21||R1)*A
Q2:环路增益我该算哪条回路？
测试回路：
1.断开Vr的ac回路，即输入ac置零。
但是环路中还存在一条回路，就是由测试信号最终传至Vbn1处的小信号，bn1接运放的尾电流。
如果我不将BN1的ac断掉，af的值会高于原值。
我是否该将BN1的小信号断开？
如果断开，环路稳定的条件是af=1时，phase margin（af）> 60
如果不断开BN1，这时af=1时，phase margin（af）<60,还需将PX内推，或减小af
Q3：实际仿真中使用OP1的结构，始终无法满足phase margin的条件，于是采用OP2中的结构，
这个结构是原电路的结构，OP1的结构下A=258左右，OP2的结构下A=40左右。
请问OP2的结构，增益公式该如何表达？极点如何推出？

请高手指教，谢谢！

helianalog

Q3, OP2的增益=gm2 *(ro(N2)||ro(P2))?

chenchenbeyond

回复 2# helianalog


    OP1的，OP2的我不知道该怎么算？
能告诉我OP2的增益和零极点怎么算吗？
还有就是这个电路怎样才算稳定，应该按照哪种类型的反馈来计算？
BN1这条支路该如何处理？
谢谢！

goodsilicon

有必要这么复杂吗？在运放的输出出加一个vdc，仿stb，假设你用cadence的话。

chenchenbeyond

回复 4# goodsilicon


    不好意思啊，我是新手。。。只是想理解这个环路的稳定性该怎么算。。。
    仿真工具是Hspice，那个stb是什么意思？
    谢谢！

shikaicool

stb就是仿真环路增益的

chenchenbeyond

回复 6# shikaicool


    你是说cadence spectre吗？
    手头只有hspice的，能告诉我这个环路增益应该只仿一条环路还是BN1那条也算上？

goodsilicon

回复  goodsilicon


    不好意思啊，我是新手。。。只是想理解这个环路的稳定性该怎么算。。。
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chenchenbeyond 发表于 2011-6-14 18:13

                               
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    Hspice就不知道有没有类似的了。
算的话，基本上有两个反馈环路，一个正反馈，一个负反馈。设计要求负反馈的增益大于正反馈的增益，环路才能稳定。运放可以设计为2级，环路主极点放在miller电容处。

demonhunter

学习了

chenchenbeyond

回复 8# goodsilicon


    我可以理解成：断开输入的ac信号。在反馈网络出加测试信号，测量正反馈与负反馈同时作用下的输出信号。最后看这个信号的PM是否足够。这样就可以了嘛？
    如果有多条反馈通路，是不是都可以这样测量呢？
    那条负反馈我该如何理解？输出是电流还是电压呢？我觉得是电流，但无法理解输出却是VBP2.虽然gm*VBP2又变成电流了。
    另外OP2的增益与频率表达式该如何表达？
    谢谢！