Folded Cascode 两级运放设计讨论

CmosLgh

Folded Cascode 两级运放设计讨论：


大家帮我看看，为啥我仿真的闭环增益大于开环增益了，百思不得其解？

闭环是接成单位增益负反馈的形式，理论上，当反馈系数F=1(单位增益反馈)，则仿真得到环路增益AF(F=1)应该是和开环增益A一样的啊！

同样的仿真方法我仿真了简单的五管差分运放，理论和实际吻合，所以仿真方法应该是没有问题的，但这里不晓得是哪里出问题了？？

下面是我的电路图和仿真电路，仿真图其中一张是开环增益的，另一张是闭环增益的，大家帮我检查下哪里有问题，谢谢啦！

yjj_123

开环仿的时候输出级DC工作点是多少，这个输出节点是高阻节点，没有反馈的时候电压应该跟你闭环差的比较多

SUNSHINE.

不稳定了吧   

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-16 13:37
开环仿的时候输出级DC工作点是多少，这个输出节点是高阻节点，没有反馈的时候电压应该跟你闭环差的比较多 ...

感谢大哥提醒，你一句话让我顿悟，我对比了一下开环和闭环的DC工作点，
发现第一级放大电路的工作点基本没变，差别就是最后一条支路即第二级共源放大管的Vds相差较大，

开环输出Vout约1.6V，闭环输出被共模输入限定在了0.8V，可能是这个原因，我要改变共模电平验证一下。
你看我上面的仿真图，右半边就是DC输出的电压呢

CmosLgh

SUNSHINE. 发表于 2023-8-16 15:20
不稳定了吧

你看仿真图DC扫面输出VOUT确实是升高到某一值又下降了，这是哪里不稳定造成的呢？

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-16 17:01
感谢大哥提醒，你一句话让我顿悟，我对比了一下开环和闭环的DC工作点，
发现第一级放大电路的工作点基本 ...

运放因为是闭环应用，最好接成单位增益负反馈去调，开环调你的第二级输出共模电压飘的太厉害了。

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-16 17:23
运放因为是闭环应用，最好接成单位增益负反馈去调，开环调你的第二级输出共模电压飘的太厉害了。 ...

大哥，你说的太对了！开环调的时候第二级输出电压确实飘得太厉害了，
输入共模电平的变化或者第二级M11管的宽长比的变化对第二级输出共模电平的变化太敏感了！要么M11进入被压到线性区要么就是M12被压倒线性区！



我也验证了，我把输入共模电平设置到817mV的时候，仿真开环，输出共模电平刚好也是817mV，这种状态下仿真闭环，共模电平还是这个值，然后

得到闭环仿真的环路增益就等于开环增益了，说明就是你说的原因，就是DC工作点改变引起的啦。

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-16 17:23
运放因为是闭环应用，最好接成单位增益负反馈去调，开环调你的第二级输出共模电压飘的太厉害了。 ...

现在又有一个问题：开环的时候，管子调到合适的尺寸让输出共模电平近似等于输入共模电平，是不是就是最佳的DC工作点啦？

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-16 17:49
现在又有一个问题：开环的时候，管子调到合适的尺寸让输出共模电平近似等于输入共模电平，是不是就是最佳 ...

这样调很麻烦的吧，一般都闭环调，运放都是闭环使用，所以我觉得开环的工作点不是很有参考价值。

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-16 17:55
这样调很麻烦的吧，一般都闭环调，运放都是闭环使用，所以我觉得开环的工作点不是很有参考价值。 ...

嗯嗯明白了，闭环调，多谢大哥！
哈哈，还有一个问题想请教您，这个运放的频率补偿怎么做比较好？
我用miller补偿，电容取大取小，带宽反而都更窄了