RTR运放+低压共源共栅偏置电路求助

LWang050327

小弟在设计运放的时候需要产生 4个偏置电压，采用低压cascode偏置

现在有几个疑问：

1.运放的输入管的电流为 id ,那我右边圈1的电流几倍的id?是只要满足 圈1 的电流 + id = 圈2的就可以吗？

2.另外 ，我采用gm/id设计的话，圈1 的这一部分 有没有信号放大的作用？（因为信号从输入到输出是经过圈1的），所以它的gmoverid要设计的大还是小？

3.我要产生这样的偏置电路，采用wildar电流镜结构，如下：


右边两条支路是用来为共栅极提供偏压，但为什么仿真出来流过的电流这么小？有没有大佬能讲一下为什么这么设计？（就是为什么这样就能给共栅极提供偏压了）

4. 如果我采用下面的偏置电路（先用理想电流源代替，网图尺寸先不考虑），这样做是我见的最多的低压cascode偏置电路，这样做相较于问题3的偏置电路，差别在哪？

还请大佬解答

呦卡崩

按Allen书里的说法，圈2的电流应该为输入管尾电流的1到2倍

mi_hua

首先输入管电流和尾电流（上下对称，就以N管你圈的2为例）没有直接关系，但是因为方便计算一般是倍数关系，输入管电流决定的是输入gm即增益和带宽，输出级尾电流决定输出SR和阻抗也可以说是主或次极点频率；圈1的管子不提供增益，但圈1两个管子的静态工作点会影响圈2管子的小信号阻抗即影响增益，至于该结构的输出级电流由中间线性环的偏置决定

mi_hua

另外关于你说的偏置电路电流为什么这么小，仅仅是因为你搭的这个电路仿真很小刚好偏置电压又能让电流源正常工作，但按实际原理设计偏置电流应该和电流源两条路电流相同或者是成比例，一般取电流相同是最可靠的，然后通过P管镜像电流到偏置电路，偏置电路负载接一个尺寸为M56的n管接成二极管用来产生和M56相同的Vgs，但是要保证M55正常工作，这个偏置电压还需要高出Vdsat+Vsafe，Vdsat为M55饱和的Vds最小电压一般为200mv左右，Vsafe为M55的Vds-Vdsat的饱和安全电压一般取个300mv左右，也就是偏置电压要比M56的Vgs大500mv，这个小于一个Vth的额外电压一般是通过二极管接法的方式再串n个相同的管子，利用衬偏效应叠加上去，但是一般需要叠很多个，或者不严谨的方法就是一个二极管串一个很大的倒比管也能实现

LWang050327

感谢各位大佬，我现在设计阶段又遇到了这个问题：
偏置电路设计完成了（用理想电流源先替代着），我想要把电流镜像到运放
我输入管给电流24u，那尾电流48u,理论上我把偏置电路M74的尺寸放大两倍（multiplier设为2）就可以当作运放M29尾管了（理论上是48u），但我仿真出来 是44u
可是M29 M74的Vgs Vth 基本是一致的，按照公式，两者只有w不同，不应该是直接2倍的关系吗？
是二阶效应的影响（Vds?）吗？我该如何去解决？
谢谢大佬们


偏置尺寸：


运放尺寸：

偏置仿真：

运放仿真：

LWang050327

LWang050327 发表于 2025-2-8 21:17
感谢各位大佬，我现在设计阶段又遇到了这个问题：
偏置电路设计完成了（用理想电流源先替代着），我想要把 ...

是只能增大L来缓解吗？还是又别的方法？比如对尾电流管子尺寸进行微调？

LWang050327

捞一下

mi_hua

LWang050327 发表于 2025-2-8 21:17
感谢各位大佬，我现在设计阶段又遇到了这个问题：
偏置电路设计完成了（用理想电流源先替代着），我想要把 ...

首先，你的电流镜管子都没饱和呢，其次，因为有线性环，简单一点的话你最好接成负反馈来看