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模拟电路设计中MOS管宽长的选取

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
在一篇网络文章中提到
其实在实际设计时,管子的长宽不是随便选定的,而是根据电路要求的精度,推算出设计时的随机偏离误差(offset,一般要求是三倍的协方差,有的高精度要求六倍的协方差),再由offset推出管子的长宽。一般来说,对电流镜而言,电流偏差与长度成反比,与电流的平方根成正比;而电压偏差则与管子的面积(长宽乘积)的平方根成反比。由此可以推定管子的长宽。有些高精度要求的设计,甚至会用蒙特卡罗方法来计算。

文章地址:http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_119505.HTM


请问各位:如何在电路中选取出合适的长、宽,来使电路达到最优,不同电路中MOS管的L如何选取,请结合具体电路类型说明。
谢谢!

书上说的L一般选取最小尺寸最小的2~5倍之类的话就不要提了。

你这个从模拟设计八边形法则来说是不好解决的,模拟电路有好多指标,最优这个说的很泛泛,而且你对于具体电路实现功能来说,看重的性能也是不一样的。

假设对于SMIC 0.18um 工艺,一般的5管运放,那么我该如何选择MOS管的长度?如果要求增益,该如何选取长度;要求速度该如何选取长度?谢谢

L 越大,DC增益越大;L越小,开环-3dB带宽越大

W/L 的选取和你需要的Gain,带宽,寄生Cap,最大充放电时间等都有关系!
还有重要的一点就是不同的Ibias下也是不同的

为什么一般书里面说的是2~5倍呢?你这可以分析一下这个问题?你设置成1,情况会怎么样,2,3,4, 5,……10,甚至20.
通过比较你就可以得出自己的见解!
其实所谓的2~5倍也不是绝对,对于不同的设计工艺也有很大的差别。
一切问题都是具体问题具体分析,但是分析原理的基础还是一样的。

在电路的设计中很多时候都在纠结这个L该怎么选取,如果选取的值存在一定的差异的时候,偏差有多大,能做进一步的阐述吗?假如以SMIC 018um 为例,5管运放我该如何选择?O(∩_∩)O谢谢

说实话,这个还真心没有一个说一不二的标准,我也曾经请教过一些业内顶尖的设计师,他们给出的答案:相同的指标,10个不同的设计师设计出来的电路,也许性能都可以满足指标的要求,但w/l通常一定是不一样的,这也许就是模拟电路设计的魅力所在,因为它没有标准答案。
首先你要关注的是你的设计用在什么地方,有什么样的性能指标,为什么需要这样的性能指标。
在这个基础上,你尝试着把这个电路用晶体管的方式实现出来,自己去设定每一个w/l,通过仿真验证,甚至流片来验证自己的设计是不是符合你的设计指标,及应用环境,如果结果是好的,那么恭喜你,你的w/l是没有问题的。

Razavi的老婆是个北京妞?

其实我觉得只要spec定的足够细,那么constrain 就会很强,最后做出来的应该差不多
如果差别很大就说明有over design

是呀,模拟电路嘛。 不过我一般避免在模拟电路用Lmin, 不然的话,W再一小,match总是个问题。

宽长比是根据电路的具体指标来设定的,拿最简单的运放举例,通过功耗约束和给定的VDD可以大致分配好电流,从而确定直流偏置,I=1/2Kp(W/L)(Vgs-Vth)^2*[1+(Vds-Vds.sat)],可以大致确定电流镜等的W/L,然后根据增益Av=Gm*Ro,Gm=f(I,W/L),确定放大管的W/L,根据所需的偏置电压确定偏置电路的W/L,根据压摆率,带宽等要求折衷考虑……多看一些好的论文,这是个人体会,请指教~

width : gm / id / bandwidth / gain
Length: mismatch performance / vdsat / current accuracy / op input offset / gain

有用~

我也曾经请教过一些业内顶尖的设计师,他们给出的答案:相同的指标,10个不同的设计师设计出来的电路,也许性能都可以满足指标的要求,但w/l通常一定是不一样的,这也许就是模拟电路设计的魅力所在,因为它没有标准答案。

我也曾经请教过一些业内顶尖的设计师,他们给出的答案:相同的指标,10个不同的设计师设计出来的电路,也许性能都可以满足指标的要求,但w/l通常一定是不一样的,这也许就是模拟电路设计的魅力所在,因为它没有标准答案。

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