0.18工艺的两级运放能做多少的GBW

gongsui1989 · 发表于 2014-6-12 13:28:16

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最近在做80db，GBW=900MHz的运放。本打算用两级运放的结构，第一级套筒，第二级普通共源级。但是发现不管怎么调，次主极点都推不到2.2GBW，总是在GBW内。gm/CL，CL=3pf，gm按计算49ms即可，但增加到80多ms都没用，仍然在GBW内。是寄生电容太大吗？电流增加，w/L相应增加，寄生电容也加大。纠结另，我感觉可能是补偿的零极点的缘故，但Rz怎么调整，影响不是很大
我在怀疑（可能是自己水平不足），是不是两级的运放做不到那么高的GBW。单级的能做到，但摆幅很蛋疼。

fuyibin · 发表于 2014-6-12 13:38:31

bottleneck 在输出级上，增加输出级的gm，不过也许是process limit
单级folded cascode不是挺好的，要这么大swing 做什么
1.0V design都用folded cascode，1.8V headroom 不是问题吧

gongsui1989 · 发表于 2014-6-12 13:52:06

对，就是输出级的gm加大，但寄生电容也跟着加大，次主极点推不出去
单级folded cascode也行
想做两级的是看那些硕士毕业论文都能搞出来，而且GBW能接近2G，不知他们怎么搞的，可能水平不足吧

lky000000 · 发表于 2014-6-12 13:53:38

你两级用了miller补偿吗，补偿之后GBW就变成gm/Cc了

gongsui1989 · 发表于 2014-6-12 13:54:47

回复 4# lky000000
肯定用了，关键是次主极点推不出去

fuyibin · 发表于 2014-6-12 13:57:14

对，就是输出级的gm加大，但寄生电容也跟着加大，次主极点推不出去
单级folded cascode也行
想做两级的是 ...
gongsui1989 发表于 2014-6-12 13:52

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跟寄生有关系么？
是你第一级cascode处的极点不够高吧

gongsui1989 · 发表于 2014-6-12 14:07:34

跟寄生有关系么？
是你第一级cascode处的极点不够高吧
fuyibin 发表于 2014-6-12 13:57

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你的意思是，次主极点已经不是输出端，而是第一级的cascode处了吗？

lky000000 · 发表于 2014-6-12 14:13:27

你可以看一下管子的寄生，看一下两个极点处输出管的寄生电容，我感觉你第二级的寄生电容可能达到pf级了

gongsui1989 · 发表于 2014-6-12 14:39:16

你可以看一下管子的寄生，看一下两个极点处输出管的寄生电容，我感觉你第二级的寄生电容可能达到pf级了
lky000000 发表于 2014-6-12 14:13

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到pf那个级别了，就是感觉寄生太大了，又减小不了，毕竟电流有那么大

lonerinuestc · 发表于 2014-6-12 15:59:22

我个人觉得这么高速度的话，首先跟工艺有关系，我用你这种结构在0.18um CMOS下干过（全NMOS通路），闭环带宽大概能弄到1GHz，我觉得快到极限了，如果需要用上gain boosting，那么我连800MHz都觉得难。如果是0.18um SiGe工艺，那么用HBT把cascode节点继续往上推（这个非主极点能推到约20GHz），gain boosting也省了，就剩运放第二级的非主极点了（就算是fT/3好了，大概10G），最后做到2G左右的闭环带宽是可能的。当然，总是可以用swing去trade off 速度。

我个人觉得你的根本问题在于负载过大了（3pF。。），这需要输出管子极大，所以寄生也极大，所以你得把补偿电容做的极大，所以你的第一级也得极大，所以最终电流也极大。我拖一个0.5pF的负载到这个速度，大概需要30mA，那么你的总电流应该是奔着180mA去了。我觉得你这个指标很奇怪，这么高速还要拖这么大负载，要么是你的应用很特殊，要么就是系统设计纯属瞎搞

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