全差分折叠共源共栅放大器 带宽问题

dou124

求高手指点迷津：小弟的设计如下
M11的电流是2mA  宽长比240um/0.2um
M1和M2的电流都是1mA，宽长比220um/0.2um
M7，M8，M9，M10宽长比都是220um/0.2um 支路电流为1mA
M3，M4宽长比6.5um/0.2um 支路电流为1mA
M5，M6宽长比60um/0.2um 支路电流为2mA
Vb5=Vb3=1.1V；Vb2=VinN=ViP=0.8V；
Vb1=1.2V；Vb4=0.7V
采用的是tsmc18rf的工艺，N管的开启电压是0.5V，P的是负的0.5V
Kp`=371uA/V*V  Kn=80uA/V*V
我在进行交流仿真时，加4pF的负载电容，结果单位增益带宽只有167MHz。但是按照Allen书上P247的设计公式
计算的理论值是2.5GHz 两者差别太大了 小弟我找了一个多星期都没搞定 查不出原因啊 希望高手指点迷津啊
其中gm1=10mS。 感激不尽啊

3kwg

你的CMFB呢

kakool

你没有错，单位增益带宽只能做到几百兆级别的。

fuyibin

求高手指点迷津：小弟的设计如下
M11的电流是2mA  宽长比240um/0.2um
M1和M2的电流都是1mA，宽长比220u ...
dou124 发表于 2010-10-30 22:40

                               
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晕,自己书不仔细看!还要埋怨书
你算出来的是2.5G rad/s，再除2*pai就是理论值
况且看你的电路设计的不咋样，怎么可能接近理论值呢
而且你的kn kp写反了吧
cascode管size 6.5um/0.2um 写错了么？

mayiqun

楼上强大，膜拜。

dou124

回复 4# fuyibin

尊敬的fuyibin：
             您好！
             1 衷心心感谢您关注我的贴子，并且指出了错误，这使我受益良多。祝您工作顺利 身体安康！
             2 我的折叠共源共栅运放（这种结构是不能改变的）设计的目标是 单位增益带宽是500MHz，增益是40dB，负载电容是4pF
尾电流是2mA。我本人调了若干时间没有调出来，同时也参阅了很多的论文,觉得他们的带宽貌似很容易就达到了1GHz以上的，我很郁闷。
             3 按照您的指导，我把M3 M4的宽长比改为40um/0.2um，然后把负载电容改成2pF。仿真的结果是 增益为45dB，单位增益带宽为636MHz。这个结果是单端输出的。
             4 但是令我很困惑的是 如果将单端输出该为双端输出(全差分结构)后，结果就变了仿真的结果是 增益为40dB，单位增益带宽为327MHz.然后我试图用优化器来优化但是没有达到单端输出的带宽和增益，原因正在寻找中。。。。。。。。。。
             5 调全差分很痛苦 因为输出端的电压无法稳定 所以静态工作点难调。期盼高手能给出好的方法  多谢
             6 您是否有好的方法可以提高带宽，或者是提高增益。或者是又比较好的方法调全差分电路。或者是我应该改变各个管子的偏置电压？
             7  祝您开心快乐 谢谢

dou124

回复 2# 3kwg


    您好3kwg
    我个人觉得一开始的时候并不需要加CMFB，不知道是不是这样？
而且我的CMFB比较恶心，因为是SC-cmfb，网上说用pss+pac可以仿开关电容电路的AC特性
但是小弟我一直都不知道该如何防，比如说pss和pac各项参数的设置问题。虽然有看帮助文档
但是仿真的结果让我无法接受啊。用pss+pac仿真唯一成功的案例是  是仿一阶低通滤波器，确实成功了

goodsilicon

回复  fuyibin

尊敬的fuyibin：
             您好！
             1 衷心心感谢您关注我的贴子，并且 ...
dou124 发表于 2010-11-1 15:58

                               
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亲爱地童鞋：

1. 给你的电路用电流镜偏置吧，别再用电压偏置了，否则调不出来啥东西的。
2. 给你的电路加个共模反馈吧，不然输出点会飘到月球上去的，先随便找一个，比如gray最后一章讲的那样。然后再把DC工作点调好。
3. 为什么对L=200n这样情有独钟呢？电流镜管的L要取大一点，比如搞个1um，1.5um啥的，cascode管呢，200nm还OK。

一言难尽，多搞几遍吧！

dou124

回复 8# goodsilicon

尊敬的goodsilicon ：
        您好！
        1 谢谢您对给我的指导，祝福您身体安康，开心快乐。
        2 在您的建议和指导下 我居然神奇般地把电路的增益调到了43dB，带宽是579MHz。
        3 关于管子的L=0.2um原因是：我准备把这个全差分运放用到采样保持电路中，为了使达到很快的速度，所以把L=0.2um
采样保持电路是翻转型的。该采样保持电路将被用到10bit 50MHz pipeline ADC中。
        4 我的毕设准备是作10bit 50MHz pipeline ADC的 但是发现自己能力有限 ，身边的软硬件条件有限，所以可能只作一个采样保持电路
如果后面时间够的话 我在把10bit 50MHz pipeline ADC的其它部分搞一搞。
         5 同时谢谢各位热心网友的关注和支持 你们给了我莫大的帮助  谢谢！
         6 我要接着优化一下。

goodsilicon

40dB的增益，怎么能够10bit用呢？
至少也得66dB吧？