Folded Cascode 两级运放设计讨论

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-17 09:12
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mi ...

米勒电容和输出负载电容分别多大？

当次级点大于单位增益带宽比较多的时候（为了稳定性一般都这么设计），这个单位增益带宽近似于增益带宽积，这个数值就等于你输入级gm除以米勒电容Cc，按理说调小Cc带宽会变大。

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-17 09:23
米勒电容和输出负载电容分别多大？

输出负载电容我取了1pF，Miller电容在200fF~5pF之间试了下都变差了，事实上我不知道miller电容取多大好，试了各种值都不好

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-17 09:31
输出负载电容我取了1pF，Miller电容在200fF~5pF之间试了下都变差了，事实上我不知道miller电容取多大好， ...

有电路图和仿真图么，贴出来我看看

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-17 09:37
有电路图和仿真图么，贴出来我看看

这是电路图，仿真图我正在仿，一会后贴一下
这个结构的主极点是不是在输出端，然后次级点不晓得在哪里？

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-17 09:45
这是电路图，仿真图我正在仿，一会后贴一下
这个结构的主极点是不是在输出端，然后次级点不晓得在哪里？ ...

主极点在第一级输出
你的M1/M2和M11宽长比取值太小了，电路放大就靠这三个管子的gm*rout。

而且输出级也就是M11的宽长比差不多应该是输入级也就是M1/M2的宽长比的10倍，让零点远离你的单位增益带宽（gm11/Cc>>gm1/Cc，这里可以取10倍）。

还有我前面说的，次级点要远离单位增益带宽，保证稳定性，也就是gm11/CL>2.2gm1/Cc。

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-17 09:59
主极点在第一级输出
你的M1/M2和M11宽长比取值太小了，电路放大就靠这三个管子的gm*rout。

哇塞谢谢 很详细 这些极点都是怎么算的，有没有专门讲Cascode补偿的paper哈？


M1和M2管的宽长比，我是按电流和Vdsat定的，就是每条支路分配15uA，宽长比取12:2后，仿真管子的Vdsat约200mV左右，书上说Vdat取200mV最佳，我就这样取的，电流定的情况下它们宽长比增大则Vdat就小了。

M11管宽长比我是取到合适值不让VOUT太飘，哈哈

这样仿真出来，增益已经挺大了，900KV，100dB以上了，增益应该够了，就是带宽太小，没有补偿时带宽仅有1KHz多点

主极点为什么是 gm1/Cc ？Miller补偿电容的作用是增大左端等效电容为A*Cc吗，把主极点往里推吗，这里Miller补偿电容是加在输出端到M4管和M6管之间的节点吗（图中最下面的是M5 M6管）
次级点为什么是 gm6/CL ？

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-17 10:48
哇塞谢谢 很详细 这些极点都是怎么算的，有没有专门讲Cascode补偿的paper哈？

你在论坛找找二级运放设计的资料看看吧，这个理论推导还是要先搞明白

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-17 09:59
主极点在第一级输出
你的M1/M2和M11宽长比取值太小了，电路放大就靠这三个管子的gm*rout。

大哥，我在Sansen书上找到，cascode一级运放的极点图，但是这里是二级运放，而且加了Miller补偿后，然后不明白极点怎么求了，按通常的一般理论，各结点的极点就是该结点的1/RC，Miller补偿后是怎么算的呢？

yjj_123

CmosLgh 发表于 2023-8-17 11:00
大哥，我在Sansen书上找到，cascode一级运放的极点图，但是这里是二级运放，而且加了Miller补偿后，然后 ...

这个你就当成一级运放看，他图里提到的次级点，电容是寄生电容，小的很，这个次级点频率很高，可以认为不存在。密勒补偿把前级的输出电容放大了AV2倍（第二级增益）。我前面写的gm1/Cc不是主极点，是单位增益带宽。

CmosLgh

yjj_123 发表于 2023-8-17 11:05
这个你就当成一级运放看，他图里提到的次级点，电容是寄生电容，小的很，这个次级点频率很高，可以认为不 ...

这样一说我好像明白了，密勒补偿把前级的输出电容放大了AV2倍，所以前级输出结点为主极点了，那主极点就是1/(Rout1*AV2*Cc),两级增益约为gm1Rout1*AV2，两者相乘为增益带宽积就为gm1/Cc啦

大哥说话就是一针见血，听你一说我马上顿悟了哈哈

就是您上面说的次级点为gm6/CL，这个还没理解，我把图标示一下看看