折叠共源共栅零极点补偿分析

zjouu · 发表于 2019-10-29 11:46:57

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本帖最后由 zjouu 于 2019-10-31 16:08 编辑

如图所示，折叠型共源共栅加源极更随器结构放大电路；仿真出开环相位裕度只有十几度，进行相位补偿时，出现问题candence分析零极点如下图：

主极点在共源共栅输出端，此主机点在共漏输出端（折叠点也存在一个极点）；现在考虑在共源共栅输出端和共漏输出端加电容补偿，但是仿真后次主极点更小了，非常接近主极点；考虑在共源共栅输出端加对地电容，也是同样的结果，会得到2个接近的极点，求各位指导如何进行补偿。同时零点也非常接近主极点，导致怎么补偿相位裕度也只有不到20度，求各位提点一下

输入级电流是600u;共栅级和源极跟随器都是25u;M4电流是625u;va和vb是接电流镜

zjouu · 发表于 2019-10-29 14:10:33

dc gain 大概是73db,3db带宽接近800k

zjouu · 发表于 2019-10-30 16:45:04

顶一下，求各位指导a

tStone · 发表于 2019-10-31 10:16:23

这种结构主极点应该在第一级的输出端，也就是M5的gate，尝试在M2的Source和M5的Source加补偿试一下吧。还可以试一下调节M6的电流。如果OUT的负载很大，那么主极点就会出现在该处，这时候密勒补偿就没用了，并且反而会使次极点更靠近主极点，PM也会更差。

zjouu · 发表于 2019-10-31 10:37:14

tStone 发表于 2019-10-31 10:16
这种结构主极点应该在第一级的输出端，也就是M5的gate，尝试在M2的Source和M5的Source加补偿试一下吧。还可 ...

再请教一下，主极点在M5栅的话，补偿不是应该在M5栅接对地电容，让主极点更靠近原点吗；同时有2个次主极点位置很接近，所以应该没法让次极点更远
有一个很靠近主极点的零点，这个又该如何解决呢

tStone · 发表于 2019-10-31 11:10:26

单纯加对地电容的话只是增加C的大小，对极点位置的贡献不大，相对来说密勒补偿可以用较小的电容让极点的位置发生较大的变化（变化大约是C乘以增益），从而达到极点分裂的目的，但是前提是被移动的极点是主极点，这样才能靠近原点的同时远离次极点。（因为次极点相对固定）如果他作为次极点，移动的结果就是更靠近原点，意味着更靠近主极点。

回到你的结构上，我认为问题出在你的主极点不是M5的gate而是在端OUT，检查一下你M6的偏置电流吧，把它设大一点。
你的带宽很低，正常这种结构不会有很低的带宽，因此我怀疑你的负载过重，或者偏置电流太小。
另外，这种电路的零点虽然存在，但都是在较高的频率上，并且和非主极点成对出现，出现在低频处难以理解。

zjouu · 发表于 2019-10-31 11:40:47

tStone 发表于 2019-10-31 11:10
单纯加对地电容的话只是增加C的大小，对极点位置的贡献不大，相对来说密勒补偿可以用较小的电容让极点的位 ...

这是零极点分析及增益与相位裕度的结果；相位裕度太小，那个零点是仿真时出了错误；现在这个是正常的；
负载之前是1pf电容，现在是0pf电容，如果按你说的补偿的话会出现右半平面的极点。
M6的电流有25ua,觉得应该足够了

tStone · 发表于 2019-10-31 14:30:32

方便的话贴电路上来看一下吧

zjouu · 发表于 2019-10-31 14:33:55

tStone 发表于 2019-10-31 14:30
方便的话贴电路上来看一下吧

1楼就是电路，AC的时候输入输出通过1G的大电阻连接，其他就是1楼的

loopgain · 发表于 2019-10-31 16:23:28

可以做小信号等效电路推导一下。

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