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folded-cascode闭环特性求助

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
最近在用130nm工艺做一个全差分folded-cascode,指标是GBW>1GHz,PM>60,GAIN>60dB,settling time<4ns.前面三个指标通过开环仿真已经达到了,但是第四个指标在做2dB电阻反馈闭环仿真的结果非常差,完全达不到要求,而且闭环频率特性也很差,这是怎么回事啊?我的运放的闭环频率响应很差,但是也不知道如何才能够改善啊,谁能帮帮我啊!

上图。

这个不应该啊,开环bandwidth 1GHz的话,settlling time应该差不多两三个ns才对
难道你开环仿真有问题?开环时候加实际loading cap没有?
还有就是operating point对不对,output headroom是不是足够?
这个问题应该很容易debug

图在服务器上,拿不出来啊……

我的开环仿真是加了0.3pf的实际负载电容的。闭环仿真是通过200k_ohm/100k_ohm的电阻组成6dB增益,但是显然我的电阻造成了多个低频极点,造成相位裕度很差,所以建立时间达到了200ns,而且有震荡。
这个问题怎么解决呢?请问有谁知道呢?
如果我把反馈电阻降低到2k/1k,的话,建立时间缩小到5ns左右,但是由于小电阻的负载效应很重,增益就远远小于2dB了,这个问题挺麻烦的啊

300k/150k闭环增益频率响应


2012-3-27 09:20


图片是我的300k/150k电阻反馈2dB闭环增益的频率响应,黑色曲线是增益,蓝色曲线的相位,由于公司服务器是全封闭的,不能够拿出来,所以只能够手工粗略地画了下。
是不是我的反馈电阻造成了低频两个极点,造成相位恶化,裕度不够?

标题

你搞这么大反馈电阻,怎么可能响应快啊,opamp input capacitor 0.1pf,乘上你的几百k的反馈电阻,时间常数都到几百ns了!

应该是6dB增益,为什么你老是在说2dB?接成反馈后有overshoot很正常,反馈电阻并联一个补偿电容就好了。

因为opamp的输出电阻非常大,如果揭晓电阻的话,其直流增益非常小,导致闭环增益不精确。但是接大的反馈电阻的话,又导致响应不快。我图片中的overshoot是接大反馈电阻时候出现的,你说可以在反馈电阻并联一个电容来消除overshoot,请问这是不是mile补偿呢?
麻烦你了,非常感谢!

你是单级?要做两级opamp的,低频段增益是准确的,搞不懂你怎么得到你现在的结论的。



我现在是单级的folded-cascode,因为感觉单级就能实现那些指标,两级的话,功耗会比较大。你觉得这样的指标用folded-cascode与共源两级的结构比较好吗?
呵呵,我初学者,很多现在都不懂啊。多多指教啊

怪不得呢,单级folded cascode当然不行啦,增益再高都只是gm*RL

overshoot是与你的PM有关的,在90度的时候才会消失,60度的时候overshoot必然存在,只要建立时间满足spec就行了。做运放设计的时候反馈网络也要换算到loading。按你的要求 60db单级可满足要求 。不用2stage以上,那样的话 你要考虑补偿,功耗。单级运放无补偿一说。

另外 GBW和settling是相关联的,要看你的建立精度是多少,才能将GBW和settlingtime 换算。千分之一,还是百分之一?

我的建立精度要求是千分之一,这样的话,6dB增益的反馈系数大概是0.25,是不是我的开环增益要在4000(72dB)以上呢?

最近在用130nm工艺做一个全差分folded-cascode,指标是GBW>1GHz,PM>60,GAIN>60dB,settling time<4ns.前面三个指标通过开环仿真已经达到了,但是第四个指标在做2dB电阻反馈闭环仿真的结果非常差,完全达不到要求,而且闭环频率特性也很差,这是怎么回事啊?我的运放的闭环频率响应很差,但是也不知道如何才能够改善啊,谁能帮帮我啊!

上图。

这个不应该啊,开环bandwidth 1GHz的话,settlling time应该差不多两三个ns才对
难道你开环仿真有问题?开环时候加实际loading cap没有?
还有就是operating point对不对,output headroom是不是足够?
这个问题应该很容易debug

图在服务器上,拿不出来啊……

我的开环仿真是加了0.3pf的实际负载电容的。闭环仿真是通过200k_ohm/100k_ohm的电阻组成6dB增益,但是显然我的电阻造成了多个低频极点,造成相位裕度很差,所以建立时间达到了200ns,而且有震荡。
这个问题怎么解决呢?请问有谁知道呢?
如果我把反馈电阻降低到2k/1k,的话,建立时间缩小到5ns左右,但是由于小电阻的负载效应很重,增益就远远小于2dB了,这个问题挺麻烦的啊

300k/150k闭环增益频率响应


2012-3-27 09:20


图片是我的300k/150k电阻反馈2dB闭环增益的频率响应,黑色曲线是增益,蓝色曲线的相位,由于公司服务器是全封闭的,不能够拿出来,所以只能够手工粗略地画了下。
是不是我的反馈电阻造成了低频两个极点,造成相位恶化,裕度不够?

标题

你搞这么大反馈电阻,怎么可能响应快啊,opamp input capacitor 0.1pf,乘上你的几百k的反馈电阻,时间常数都到几百ns了!

应该是6dB增益,为什么你老是在说2dB?接成反馈后有overshoot很正常,反馈电阻并联一个补偿电容就好了。

因为opamp的输出电阻非常大,如果揭晓电阻的话,其直流增益非常小,导致闭环增益不精确。但是接大的反馈电阻的话,又导致响应不快。我图片中的overshoot是接大反馈电阻时候出现的,你说可以在反馈电阻并联一个电容来消除overshoot,请问这是不是mile补偿呢?
麻烦你了,非常感谢!

你是单级?要做两级opamp的,低频段增益是准确的,搞不懂你怎么得到你现在的结论的。

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