two-stage opamp slew rate 模擬的疑問

雪芙女神

大家好

小弟目前對 two-stage opamp 進行 slew rate 模擬時，遇到了無法理解的問題。
電路 schematic 如以下附圖:



這邊定義 Vin= Vinp - Vinn，Vout= Voutp - Voutn

模擬方式，我是在 Vin 端灌入理想方波。
這裡我有一個疑問，給的方波是要從 0V ~ VDD，還是從 -VDD ~ +VDD ?

1.如果 input 為 0V ~ VDD ~ 0V (Vinp= VDD/2 ~ VDD ~ VDD/2 ; Vinn= VDD/2 ~ 0V ~ VDD/2)
我預期的 Vout 結果應該也會接近 Vin，
然而實際模擬結果卻有些奇怪，Vout 有隨著 Vin 從 0V 拉高到 VDD，但是當 Vin 從 VDD 降回 0V 時，Vout 卻不是停在 0V，而是 -VDD。
如下圖所呈現 (紅線為 Vin，藍線為 Vout)這部分感覺有些奇怪。




2.如果把 Vin 的方波設定為 -VDD ~ VDD，則 Vout 也會趨近於 -VDD ~ VDD，如下圖。這樣看似合理多了



想請問大家，這樣的 transient response 是合理的嗎? 若是不合理，最有可能的問題是出在哪部分呢?
謝謝大家了


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2017/05/27 更新:

我來更新一下目前發現的情況，首先我是接成負回授的電路，schematic如下圖:



1.我發現 pseudo resistor 或許是造成 slew rate 奇怪現象的主因。當我把 pseudo resistor 拿掉，Vin 給 0到 VDD 的方波，看起來 Vout 也會在 0到 VDD 之間，除了紅圈處有些奇怪，如下圖:



2. 若加上 pseudo resistor，則 Vout 會不明原因被拉到 -VDD，紅圈處也是我無法理解的部分，如下圖:



我正在思考是否因為回授路徑上電容充放電的關係，造成 Vout 會掉到 -VDD 的現象。
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2017/05/29 更新:


測試 open loop 特性，發現問題應該不是在 feedback 路徑上，因為 opamp 本身的 negative slew 就有問題。
以下是模擬波形圖，問題似乎是出在 CMFB 不穩定?



但是實際測試 CMFB 環路，基本上確定 phase margin 是夠的(如下圖)，應該不至於造成 transient failed，想請問大大，最有可能的原因是出自哪呢?

daxigua179

开环or 闭环

king0798

共模反馈是怎么做的

雪芙女神

回复 2# daxigua179


   是閉環電路，我已更詳細更新目前的發現。

雪芙女神

回复 3# king0798


common source with diode connected load 這種架構，只是為了方便設計，我把圖中的 pmos 和 nmos 對調。
目前看來，問題好像是出在 feedback 路徑上 pseudo resistor 與回授電容這部分。

king0798

MCM5管是pmos？？你的pmos和nmos对调是什么意思？？

雪芙女神

回复 6# king0798

好的，不好意思。我再畫一張圖並重新編號，如附圖這種接法。
其中 MC3 MC4 為 nmos，其餘為 pmos

daxigua179

回复 4# 雪芙女神

你有多跑几个周期试试吗，接上电阻会变成high pass,而且这种电容输入的建立时间一般很长。那个glitch没什么，输入翻转的时候通过电容给输出冲了电 ，放大器建立没那么快。

雪芙女神

回复 8# daxigua179

你好，我實際測試更多的週期後，波形沒什麼變化。目前我懷疑問題是出自 CMFB 這部分，我已更新最新發現，希望您有空能幫小弟指點迷津。萬分感謝!

wangxiaocai

我跟你一样 上升沿和下降沿刚开始都会有点异常，请问这是CMFB有问题还是本身的sr就不够，达不到正常跟随的标准。