Cross coupling交叉耦合负载的比较器经典结构请教

Liu_Suyang · 发表于 2024-7-3 15:07:46

请教一下各位大佬，对于下面图中的这种比较器结构，在有hysteresis迟滞和没有迟滞两种应用场景下，各个晶体管的size该怎么确定呢？

以及请问一下，对于M8-M11这四个管子的作用，他们提供增益吗？如果提供的话，量级是不是和OTA类似？这种没有尾电流源的和OTA的性能区别体现在什么地方呢？

对于这种结构，总的增益是不是就是M1-M7和M8-M11这两级的乘积呢？

allen那本书上说，”M8-M11使输出端实现了从差分到单级的转换，因此提供了甲乙类驱动能力“，请问这个甲乙类驱动能力是怎么理解的呀？

问题有点多，提前谢谢各位大佬！

比较器结构.png

merenguelee · 发表于 2024-7-3 15:07:47

Liu_Suyang 发表于 2024-7-5 10:37
谢谢大佬回复。

是的，负载管的L尽量大，因为“第二级”的输入是通过电流镜couple过去的，他们的L要一样，而这个L会影响第二级的输出电阻。但需要考虑速度问题（Cgs），这两个之间trade-off。
这个我在设计的时候还没有尝试量化过，你可以试一试，我是大概计算后spice monkey试了一下后确定的

merenguelee · 发表于 2024-7-3 16:45:59

M6, M7是接法相当于正反馈，会形成负阻；一般当M6/M7的宽长比大于M3/M4是会有迟滞，反之则没有迟滞；

计算增益的话，还有一种方法是将此comp看作一个开环的symmetrical OTA，M8&M9实际上是将“第一级”的电流couple出去；

至于说怎样理解第二级是class AB，我的理解是因为这个comp本质上是一个开环op，“第二级”将摆幅放大后，通常输出级只有一端导通，类似于class AB。

merenguelee · 发表于 2024-7-3 16:51:02

忘记说了，总增益：[-gm1,2 /(gm3,4 - gm6,7) ] * (-gm8,9 * ro)

Liu_Suyang · 发表于 2024-7-5 10:37:04

merenguelee 发表于 2024-7-3 16:45
M6, M7是接法相当于正反馈，会形成负阻；一般当M6/M7的宽长比大于M3/M4是会有迟滞，反之则没有迟滞；

计算 ...

谢谢大佬回复。

我想问一下关于第一条，这个大小关系，我可以理解，那就是具体设计W/L的时候，是怎么考虑的呢？

还是用gm/id的思想嘛？确定了功耗以后，L大体固定一个比较宽的，然后输入MOS的gm尽量大，然后负载管的gm尽量小，确定W吗？

感谢！

tanhn · 发表于 2024-8-17 19:07:54

merenguelee 发表于 2024-7-3 16:45
M6, M7是接法相当于正反馈，会形成负阻；一般当M6/M7的宽长比大于M3/M4是会有迟滞，反之则没有迟滞；

计算 ...

大佬您好，想请教一下关于交叉耦合的问题，如您所说，如果M6/M7的宽长比大于M3/M4会产生迟滞，但是如果我的设计中使得M6/M7与M3/M4的尺寸相同，为了得到一个没有迟滞的比较器，但是由于后期的不匹配使得M6/M7的尺寸偏大，总的阻抗形成了负阻，那此时是不是我的比较器就有了迟滞，这个迟滞可以看做是直流失调吗？