Fixed-gm bias 电路的反馈环路电容补偿

WESHUO

电容Cc是反馈环路稳定的补偿电容。反馈环路是：M6-M1-M3-M4-M5-M6。假设Vy节点的输出阻抗为rout，则环路增益LG=gm1*gm4*gm5*rout/(gm3*gm6)。将Cc加Vy节点处，则可以构成极点1/(rout*Cc)引入环路中；若将Cc加在Vx节点处，引入环路的极点为1/(Cc/gm6)。由于rout=ro4//(gm2*ro2*Rs)>1/gm6，Vy处的极点是低频点，对环路的补偿影响较大，而Vx处的极点在高频处，如果将其移到低频，则低频处极点数量变多，补偿困难加大。这是我的补偿电容Cc加在Vy节点处的理解思考，不一定正确，如果有人知道补偿电容Cc为何加在Vy处的原因可以积极参与讨论。

zwtang

建议给出该电路的原始出处。该电路与常规的constant gm电路结构有所不同。
增加的M5和M6管的作用是什么？

WESHUO

zwtang 发表于 2024-9-2 16:16
建议给出该电路的原始出处。该电路与常规的constant gm电路结构有所不同。
增加的M5和M6管的作用是什么？
...

是我考虑不周。
文献名称：Systematic Development of CMOS Fixed-Transconductance Bias Circuits

提出问题都好好噢，我比较难回答，下面是我基于问题的思考：
1. 该电路结构跟常规的constant gm电路结构不同点：基于考虑沟道长度调制效应和电源变化对电路的影响，将常规电路的二极管连接改成源极负反馈共源极放大电路结构，通过这种连接方法，将沟道长度调制效应和电源变化所带来的影响进行降低，这种新的电路结构的性能更优。常规电路可以在上面提到的文献里面。
2. 增加M5和M6管的作用：由于电路调整，使得电路失去负反馈环路，无法稳定电路电流。增加M5和M6可以形成负反馈环路，对两路电路电流进行稳定调整为相等，M5和M6组成一个共源极放大电路，提供反相，参与反馈环路之中。M5和M3选用同尺寸，电路工作之后，M3和M4的Vds相等，降低沟道长度调制效应，稳定住Vgs，降低电流因电源变化的影响。
3. 关于Vy节点的输出阻抗假设为rout，本意是给这个节点的输出阻抗命名为rout，方便公式记录。而非设定rout是固定数值而是人为任意设置，rout的数值是由电路本身参数结构决定。

zwtang

WESHUO 发表于 2024-9-3 10:21
是我考虑不周。
文献名称：Systematic Development of CMOS Fixed-Transconductance Bias Circuits

Fellow Pavan，很热衷FGM电路！
A FIXED TRANSCONDUCTANCE BIAS TECHNIQUE FOR CMOS ANALOG INTEGRATED CIRCUITS
这篇文章中的电路，当初仔细学习研究过，是一个『纸上谈兵』电路，实际实现完全漂了。
不知道，Systematic_Development_of_CMOS_Fixed-Transconductance_Bias_Circuits，这个电路情况如何。
值得仔细学习研究一下。


zwtang
2024/9/3


补充：
是不是『纸上谈兵』电路，就看Corner和MC仿真结果是否还是满意的。