关于cascode管的偏置

jiangst · 发表于 2024-5-10 16:22:51

小弟最近看到一个电路如下图所示，该电路的输入对管和cascode对管的W/L非常大来实现低的失调电压。左边的差分nmos对管的栅极与输入信号相连，源极则与cascode管的栅极相连以提供偏置。那么为什么要以这种方式提供偏置？

QQ截图20240510161422.png

jiangst · 发表于 2024-5-10 17:16:45

help--

jiangst · 发表于 2024-5-10 18:47:46

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Ecka · 发表于 2024-5-10 20:25:45

这个是对称结构，你只看一边，比如PM3，PM4，NM0一边。输入电压VN，PM3gate电压就是VN-Vthn,PM4饱和，PM3就一定饱和。回过头看，VN和VP是差动输入，NM0和NM1饱和，输出信号这个点也能让PM3和PM2处于饱和。只不过VNVP输入范围就在 Vds+Vthn,VDD-Vds-Vthp

jiangst · 发表于 2024-5-11 10:56:29

Ecka 发表于 2024-5-10 20:25
这个是对称结构，你只看一边，比如PM3，PM4，NM0一边。输入电压VN，PM3gate电压就是VN-Vthn,PM4饱和，PM3就 ...

那与正常的偏置相比有什么优点么，感觉直接给cascode管一个固定的偏置电压好像也不影响电路正常工作？

Ecka · 发表于 2024-5-11 13:56:57

可以提高输出阻抗，解释太麻烦，要不你看看拉扎维第二版369页，跟这个作用一样

jiangst · 发表于 2024-5-11 14:32:59

Ecka 发表于 2024-5-11 13:56
可以提高输出阻抗，解释太麻烦，要不你看看拉扎维第二版369页，跟这个作用一样 ...

是指类似于下图M5和M6的作用么，gain-boost管将输出阻抗提高了A倍，但是我的电路的左边的对管好像是共漏级连接？而且我的电路负载是电阻，大概只有几kΩ，提高cascode的阻抗对增益可能影响不大？

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痞老板的员工 · 发表于 2024-5-12 16:45:55

我是这样理解的。这种偏置的优点在于可以在输入共模变化较大的情况下维持电路相对稳定。
如果按照你说的，使用固定偏执，那么输入共模范围和输出摆幅就需要折衷。例如，想要较大的输出摆幅，PMOS Cascode的偏置电压就要尽可能地高，但是输入共模就严重的限制了。
而使用这种偏置，Cascode的偏置会根据输入共模自动调整。左边的差分对就是取出了输入共模、

jiangst · 发表于 2024-5-13 11:05:18

痞老板的员工发表于 2024-5-12 16:45
我是这样理解的。这种偏置的优点在于可以在输入共模变化较大的情况下维持电路相对稳定。
如果按照你说的， ...

确实能够增大输入共模范围。如果输入共模足够低，左边对管截止，那么cascode对管的偏置电压接近于0，这种情况输出共模上限很低，输出共模范围就很低。这个电路的增益大概只有20db，所以这个电路可能对输出共模范围并不敏感，更需要有大的输入共模范围？那么如果对输出共模范围并不敏感，cascode对管可以直接偏置一个很低的固定偏置电压？

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