模拟电路设计的一些困惑

david_reg

也可以参考一下 "Systematic Design of Analog Circuits Using Pre-Computed Lookup Tables"http://bbs.eetop.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=619237&highlight=systematic

总的说来, 大概是根据gain的spec选择恰当的较小的L, 然后选择衡量管子工作区的 gm/Id的值, 再根据gm的spec的得到偏置电流Id; 再根据Id/w的值得到w;
这个方法的好处是不需要un, cox等工艺参数;
最后再根据mismatch和1/f噪声的需求同步增大W和L.

xiaruiwei

对于高速应用，侧重于带宽，为了寄生电容小，W/L一定，那么希望它的WL小，这样寄生电容小。
对于一般的应用，我们希望WL大点，L大，这样子面积大，输入差分对管的mismatch小，offset小，这也是为什么现在工艺到几个nm，L很小，很难做模拟电路的一个小因素。
我当时读研也有这个困惑，以上的折中选取也是从一个角度考虑。慢慢来吧

xianwu_hs

数字电路中L一般需求取到工艺的特征尺寸，以实现快的速度和面积的节省。而在模拟电路中会根据管子的具体功能进行取值的选取，如运放的输入管，为了实现大的增益（积），而选择大的跨导，会采用最小尺寸L；但是在管子作为尾电流源、电流镜是会考虑到管子的输出阻抗、匹配效果、噪声等会选择一个合适的尺寸（往往不会是最小尺寸），可以看看工艺文件或者通过仿真看看对电路性能的影响然后选择尺寸(L)；还有一些其它功能，比如做开关管，要考虑闭合后的电阻和与之并联的器件的并联电阻效应对电路的影响等，然后选择合适的尺寸L。

1371590870

赵新生 发表于 2020-4-15 08:32
推荐这本书，以5u为例进行计算
CMOS电路设计布局与仿真_陈中建
http://bbs.eetop.cn/forum.php?mod=viewthr ...

哈哈哈哈这是我导的书

1371590870

可以参考这个教程

mzy1997

1371590870 发表于 2020-4-15 21:10
可以参考这个教程

飞哥！

FAR0001

全凭直觉。

victor0o0

现在的亚微米工艺手算是不靠谱了，确定每个晶体管gm、Ids、L后，慢慢调节W吧

ol0930

11、12、13楼说的相通的一点：从需求出发，要做高增益还是宽带宽
以五管运放为例，增益最终可以近似用沟长调制系数和过驱动电压表示，如果用gm/Id设计方法可以很直观地看到同个管子不同L对应的沟长调制系数，增益要求确定的话，沟长调制系数的限制基本可以确定L了。

魔陈公仔

调运放我觉得还是要分三步走。

第一步：算！把原理都算出来！（耗时半个月也不一定算的对！）
我记得网上有一篇复旦的调运放的教程，完全告诉你怎么通过需要的增益、带宽以及电路结构，来算各个管子的宽长比，你把这些公式全部推导一遍，就能明白电路工作基础了，以及后期比如我要提高增益，应该要怎么改管子尺寸。
算，主要还是让你明白为什么要这样调电路。
但是如果换个工艺，有些参数不知道，这样就没办法算了，怎么办？

第二步：扫！把所有参数都扫出来！（大概一个星期就能仿出结果？）
既然你已经知道怎么调电路了，那就没必要每个电路都去算它了。因为你已经知道增益小了该怎么调，带宽小了该怎么调，到现在你要做的是怎么快速地了解管子尺寸和电路工作点的关系。这时候，gmid大法就很有用了。gmid大法告诉你，在确定的电流、确定的过驱动电压下，你管子的宽长比应该是怎样的。这样你就能快速确定在某个电流、某个过驱动电压下，电路的宽长比应该是怎样的了。其实就是查表法。
gmid可以上网去搜一下教程，非常实用的方法，就算换了工艺，也一样可以把表给扫出来。
其实gmid也是在确定的一个电流值下，根据查表法去设置宽长比。一般运放的电流确定了，大致就能确定运放的带宽和增益，如果要再增加增益，我们可以在电流不变的基础上，增加负载管沟长等等方法。

第三步：接着扫！不用gmid我也能扫！（简直就是分分钟搞定！）
gmid其实也还是扫MOS管工作状态来得到的一个查找表，既然是扫，那直接在运放里扫不就好了？
对于一个MOS管，只要确定了四端电压，管子宽长比确定了，那么流过它的电流就确定了。
1、把它的四端电压给钳位了不就好了？都知道一个运放工作的时候，考虑到管子的压降以及电源电压还有共模电平的因素，各个节点的DC工作点电压是基本确定的，那么就大致估计一下各个节点的电压，然后用VDC把各个节点电压给固定住。
2、确定沟长L。考虑负载管和尾电流管的沟长长一些，输入对管的沟长短些等考虑，各个管子的沟长就基本确定了。
3、确定宽度W。根据需求你可以预估一个运放的工作总电流以及各个支路的电流，然后就调各个MOS管的宽度W，直到各个管子的电流和你预估的其所在支路的电流相等。
4、去掉钳位VDC。这时候你把各个节点的VDC去掉，再仿真工作点，这时各个节点的电压应该和你钳位的VDC是差不多的，钳位前后的MOS管电流也不会有很大改变，这样就完美地调出了电路的一个工作点。这时再仿AC，就能得到此时电路的增益和带宽了。
5、根据仿真结果再优化。那根据此时的结果，可能增益不够，你应该增加沟长。可能过驱动太大，应该减小，那么，你就再钳位回去，调整一下W/L，这样电路总电流不变，电路的性能还是能调整。那如果怎么都调不好，那么可能是电流限制了性能提升，那就把电流增大，继续重复钳位的过程。

第三步这个方法是我一个博士同学告诉我的，虽然有些不大严谨，但是我之前参加竞赛，现场给指标调运放的时候，就用这个方法两个小时完成了调试。还是很方便的一个方法，前提是你对零极点和增益带宽的关系，宽长比和过驱动电压等等电路基础原理有一定的了解，不然也只能是瞎调一个结果。