用GM/ID设计方法如何选取合适的VDS？

a409559609

我们用GM/ID设计方法的时候，都说管子的本征增益由管子的长度L所决定，也就是我们会扫不同L的管子，大致看下哪一个的增益能满足自己的设计需求，很少去关注Vds的设置，但通过仿真我发现其实Vds对本征增益影响也蛮大的。如附件所示，当Vds=1.2V时，本征增益等于107.185，但当Vds=3V时，本征增益却变成了145.892，整整增大了差不多40。所以我们在做仿真的时候，这个Vds该怎么来选取呢？我看了些资料，说一般Vds取1/2VDD比较合适，但是都没有说为什么应该这么选取？有谁能解释下这其中的原因吗？谢谢

mybaozhao

Vds取1/2VDD比较合适,是因为摆幅，这样摆幅最大

a409559609

mybaozhao 发表于 2024-3-31 13:28
Vds取1/2VDD比较合适,是因为摆幅，这样摆幅最大

哦，是这样的哦，我看有些人用GM/ID方法的时候，为了获得管子本征增益 ，直接把栅漏短接，让管子永远处于饱和状态，这种做法和Vds取1/2VDD的定值比起来哪个更好呢？

Marco12345

把栅漏连在一起比较合理，对比不同器件应该都是基于饱和区比较的，1/2VDD也不一定能保证器件在饱和区吧，最好可以跑一个I vs VDS的曲线，观察多大的vds时管子可以处于饱和区。

a409559609

Marco12345 发表于 2024-3-31 15:37
把栅漏连在一起比较合理，对比不同器件应该都是基于饱和区比较的，1/2VDD也不一定能保证器件在饱和区吧，最 ...

我开始也是喜欢把栅和漏连在一起，保证管子永远处于饱和区。但在B站上看到大部分UP主用GM/ID方法的时候还是选用的固定的VDS值。VDS值到底该怎么选，他们没说，感觉就是很随意的用一个VDS值，我开始还认为VDS值对本征增益影响不大，只要能保证管子在饱和区的VDS都行，但通过附件我上传的仿真结果来看，VDS=1.2和VDS=3，本征增益直接差了大概40，显然VDS对本征增益影响是很大的。另外，我将我用栅漏短接的本征增益和他们固定VDS的本征增益做对比，发现这两种方法获得的本征增益差别也很大，直接就把我搞蒙了，不晓得该用哪种方法好

Marco12345

a409559609 发表于 2024-3-31 15:54
我开始也是喜欢把栅和漏连在一起，保证管子永远处于饱和区。但在B站上看到大部分UP主用GM/ID方法的时候还 ...

VDS对本征增益产生影响是必然的，短沟道效应和DIBL效应都会影响MOS管的等效ro。如果你的VDS是已知的，当然可以给定vds来仿真本征增益，等于是控制变量，但是风险就是你给定的VDS如果不合适，管子可能不在饱和区，结果不可靠，最好通过跑Id vs Vds曲线进行确认。正常来讲，栅漏短接时，你改L带来的那点vds变化，应该不会对你的本征增益有什么比较大的影响。

a409559609

Marco12345 发表于 2024-3-31 16:34
VDS对本征增益产生影响是必然的，短沟道效应和DIBL效应都会影响MOS管的等效ro。如果你的VDS是已知的，当 ...

哦，好的，我后面再多做点验证，有什么新发现了再向你请教，谢谢

qqlpp

感觉VDS根据运放结构设个差不多合适的值就可以，比如共源放大器就给1/2VDD仿GMID，共源共栅放大器就可以给1/5VDD，而且一般增益范围都是由结构决定的，增益如果不够也很好调吧

a409559609

qqlpp 发表于 2024-3-31 19:14
感觉VDS根据运放结构设个差不多合适的值就可以，比如共源放大器就给1/2VDD仿GMID，共源共栅放大器就可以给1 ...

你说的增益是指本征增益还是实际增益？你看我今天发表的另一篇讨论本征增益和实际增益的帖子，当我取VDS= 1.2V 时，管子的本征增益等于其实际增益，但是当VDS =3V 时，管子的实际增益比其本征增益小了很多。两个都是电流源作负载，照理讲实际增益应该都是等于本征增益的，我没搞懂为啥VDS =3V 时，实际增益就和本征增益不一样了