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查看: 8617|回复: 8

[讨论] 关于三倍电流镜恒跨导结构的一个问题

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发表于 2018-10-19 18:19:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

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不懂就问
最近在研究轨到轨运放,这个是三倍电流镜恒跨导轨到轨输入级的结构,肯定很多大牛做过这个结构了 对齐1.jpg

我问一个可能很弱智的问题,当共模电压在(VDD+VSS)/2附近时,Mrn截止,请问这个Mrn为什么截止?

我也看了一些资料,资料只是一笔带过说Mrn截止,可是我想不明白,还望大牛能告诉我,谢谢
 楼主| 发表于 2018-10-19 18:22:07 | 显示全部楼层
书中是这么写的,“因为MOS管的Mrn的栅极电压Vrn远远大于共模电压,所以Mrn截止”,可使这个Vrn不是给定的偏置电流让Mrn导通吗?Mrp在共模电压为(VDD+VSS)/2也是截止的,请大神指点一下。
发表于 2018-10-21 22:44:47 | 显示全部楼层
考虑输入转换器对(2 nch和2 pch)为1 nch和1 pch,因为Vin-和Vin +在相同的公共输入电压和那些n通道变为并联晶体管,并且那些p通道变为并联晶体管。比考虑MRN和并联晶体管符合Gmp与Vrn的和(VDD + VSS)/ 2的差分输入晶体管作为输入电压。如果Vrn和(VDD + VSS)/ 2之间的差异足够大,则取决于极性,Mrn或Gmp关闭。当Mrn打开时,Gmp关闭(两个输入对晶体管关闭,因为Vin+ = Vin-)并且只有Mrp输入对打开。比Mrp对需要4xIbias来保持输入增益在轨到轨之间保持恒定。

与Mrp和Gmn晶体管相同的论点。

由于在(VDD + VSS)/ 2周围的输入中间范围内,Gmn和Gmp都接通,输入增益为G =(gmn + gmp)(同时Mrn和Mrp都关闭)。当Vin +> Vrn比Mrn接通并且输入晶体管Gmp关闭时,Vin +接近Vdd。当Vin接近Vss时,与Mrp和Gmn晶体管相同的论点。当Mrn打开时,Gmp关闭(两个输入对晶体管关闭,因为Vin+ = Vin-)并且只有Mrp输入对打开。比Mrp对需要4xIbias来保持输入增益在轨到轨之间保持恒定。

祝好运!
发表于 2018-10-22 09:22:14 | 显示全部楼层
当Vin +> Vrn比Mrn接通并且输入晶体管Gmp关闭时,Vin +接近Vdd
发表于 2019-11-20 16:32:01 | 显示全部楼层
关闭是因为,在中间点,p和n输入对都是导通的跨导已经是2倍,不需要电流不补偿了,关键是怎么实现在中间点关闭,而在VSS和VDD又分别开启
发表于 2020-5-7 12:03:01 来自手机 | 显示全部楼层
我是这样理解的:将左边的开关管Mrn管子的栅压Vrn偏置在PMOS对管的最大开启电压,也就是共模电压Vicm>Vrn时,PMOS对管关断。假设Vicm从比较低的电位上升,A的的电位也是跟着上升的,A点电位较低时,左边的开关管的Vsg<|Vthp|,这个管子就是关断的。当Vicm上升到Vrn时,PMOS对管关断,而此时A点电位也足够高,恰好使得左边的开关管开启。

然而,由于亚阈值导通的原因,在PMOS对管关断边缘左边的开关管可能就已经导通了,总体电流增加,所以总的跨导会在这个区域上升一点。
IMG_20200507_113837.jpg
发表于 2023-8-3 11:30:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 vannylee 于 2023-8-3 11:31 编辑


这是啥 发表于 2020-5-7 12:03
我是这样理解的:将左边的开关管Mrn管子的栅压Vrn偏置在PMOS对管的最大开启电压,也就是共模电压Vicm>Vrn时 ...


大佬,Mrn的偏置电压就是PMOS对管截止的临界电压对吗?同理那NMOS对管的开关管的偏置电压也就是NMOS对管截止的临界电压?
发表于 2023-8-6 12:34:41 | 显示全部楼层


vannylee 发表于 2023-8-3 11:30
大佬,Mrn的偏置电压就是PMOS对管截止的临界电压对吗?同理那NMOS对管的开关管的偏置电压也就是NMOS对管截 ...


输入高于Vrn,PMOS输入对管关断,Mrn导通,M5提供的电流全部流过Mrn,3倍镜像提供给NMOS输入对管,NMOS输入对管获得电流4*IB(此时Mrp管是关断的);

输入低于Vrp,NMOS输入对管关断,Mrp导通,M6提供的电流全部流过Mrp,3倍镜像提供给PMOS输入对管,PMOS输入对管获得电流4*IB(此时Mrn管是关断的);
输入大于Vrp小于Vrn时,Mrp管和Mrn管都是关断的,此时PMOS对管和NMOS对管各获得电流IB。
3倍电流镜技术在池保勇的《模拟集成电路与系统》8.6.1章节有讲解,书的电子版论坛能找到。
发表于 2024-8-30 12:53:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 Riching 于 2024-8-31 10:51 编辑

我的理解是当输入共模低时,由于Vrn远大于输入共模电压,所以Mrn无法开启,IB从输入P对管流过,此时虚地电压由输入P管VGS决定。随着输入共模增加,虚地电压也增加。当输入共模=Vrn时,Mrn开始导通,IB部分流过输入对管P,部分流过Mrn。此时继续增加输入共模,PMOS源电压将受控于Mrn的VGS而固定。这是因为若源电压继续跟随输入共模增加的话,尽管输入P管电流没变,但Mrn电流就增加了,总电流就大于IB所能提供的,所以这时源电压被Mrn固定,输入对管的VGS随着输入共模增加而减少最后关断,全部电流流过Mrn。
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