运算放大器蒙特卡洛仿真mismatch偏差大

Kiste233

最近在使用TSMC18RF库仿真两级运放时，PVT仿真都能达到指标，将管子换成带mis后缀的之后做蒙特卡洛仿真，发现标准差非常大，比如增益的标准差有十几dB，中心值也与前仿真不符。
电路的结构就是复旦那个，第一级加了一层cascode。

运放的结构

蒙卡仿真结果

查看每个管子对mismatch的贡献，增大相应管子的尺寸对结果的改善很小。

管子对mismatch的贡献

单独仿真蒙卡中偏差很大的点，查看直流工作点，发现第一级输出的直流工作点偏差很大，导致第二级关断/上下电流不匹配从仿真电路流出。（为了锁定输出的直流工作点接成闭环，电容电感都是1G，相当于开环）

仿真电路

请问各位大佬这种情况有什么解决方法？或者说这个结构对失配很敏感，第一级输出的直流工作点很难稳定，为了满足蒙卡仿真指标需要更换结构?

Kiste233

顶顶

adhylin

闭环负反馈输入端不要加激励，计算VIN+和VIN-的差，即OFFSET，看MC

cham

看样子是最左边的bias circuit没有启动电路的问题。做MC仿真时，这种问题就凸显出来了。
解决的方法有两个：
一个是加启动电路
二个是直接用更简单可以直接启动的pmos+resistor的bais circuit。这种bias电流,当然对PVT也更敏感。

Kiste233

adhylin 发表于 2024-4-26 08:07
闭环负反馈输入端不要加激励，计算VIN+和VIN-的差，即OFFSET，看MC

我测了一下Vos是3mV的样子，这会影响其他指标吗

metotj

仿真setup的问题，运放按实际应用连接

Kiste233

metotj 发表于 2024-4-26 10:43
仿真setup的问题，运放按实际应用连接

应该怎么连来测开环增益呢，如果直接这样测的话第二级输出点直流也会跑偏

Kiste233

metotj 发表于 2024-4-26 10:43
仿真setup的问题，运放按实际应用连接

感谢兄弟，解决了，看了《模拟集成电路设计与仿真_何乐年》，应该这样接，现在仿真正常了

niakoo0v0

感谢楼主！我的全差分之前一直跑不出正常的蒙卡，原来是因为我是开环仿的，共模没稳住。用大电容+大电感的方法，总算跑出来了！