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面试归来,一个问题供大家讨论一下

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
LZ 给面试官讲了一个之前设计的两级米勒补偿运放,第二级负载电容CL会从0到很大。然后面试问主次极点,小编回答低负载电容,主极点在第一级,次级点在第二级;高负载电容,主极点在第二级,次级点在第一级。
然后,面试官质疑,主次极点交换的时候,必然出现一个点,主极点等于次级点,所以LZ设计的这个两级运放设计有问题。
LZ很困惑,讲出来大家分析讨论一个,面试官的质疑是否合理。
ps:实际面试时候讲的是一个结构稍复杂的ldo,帖子里换成两级米勒补偿运放,方便大家讨论
另外,小编没有流片经历,面试时候是说有好还是坦白交代好?谢谢

面试官傻逼,密勒补偿运放负载电容增加后必然会有一个临界点啊,这个点上两级点相等。密勒补偿运放不能驱动大负载电容。要驱动大负载电容,直接把补偿电容去了,效果岂不更好?

拉扎维301页有些话也许可以看看

那到底有没有这个临界点呢?估计lz自己也拿不准,我也拿不准。所以我觉得面试官的疑问也很正常。从单纯数学上考虑,就是一个f(cl)的表达式,有多个极零点,这些极零点如何随cl的变化而变化位置,有些像root locus的概念,轨迹应该是连续的才对,但是不是会重合却未必。印象中这是capless ldo里爱讨论的问题。

负载电容是会变的,必须考虑负载在大变化范围内都稳定

LZ 根据root locus技术认为不存在临界这种情况,不知道有其它解释不

用三级结构可能好解决吧,我乱想的,没试过哈

面试的人问的没问题,你那样的补偿在LDO设计中会出问题的。

根据什么负载,设计什么运放

看到书上提过,别人也说过,不过自己没遇到过,迷惑。



也许面试官考虑到miller电容Cc变化时主次极点相等,相位裕度不够,导致不稳定。

你算过就知道两个极点不会相等

嗯,这个问题有点欺骗性

三级结构更难稳定的

看这样子,你没能说服对方。

是的,给我第一感觉面试官说的很有道理,然后用root locus一想又不对。
本来想用这个技术解释的,面试官对root locus不感兴趣,原电路又过于复杂,一时我真不知道该咋反驳,就是觉得好奇怪,认为我的设计没有问题,同时面试官说的又有一定道理。
反正是被鄙视了

根轨迹是用于闭环系统的分析
两级opmap开环的时候, 负载电容不断增大
当然有可能两个极点靠的很近

小编还是仔细推导看看,大家都等着你。

电容cl是变量,2个根s1,s2在复平面上随着cl的变化划出根轨迹,设初态s1在左边,s2在右边(主极点),终态s1要位于s2的右边,移动过程中能不能不碰头呢?不能!
1)如果整个过程都是实根,那一定碰头,无需我多解释。
2)如果中途产生复数根,s1,s2离开了实轴,似乎能够避免相撞了,但是,复数根总是以共轭的形式出现的,这是关键,也就是说,s1,s2无法带着虚部而又实部不等地擦肩而过!
所以,2级运放(或ldo),不管你是什么具体电路,一定存在这么一个碰头点,s1=s2=实数,这个叫做临界阻尼点。
上面的叙述开环闭环都适用。

根轨迹是闭环函数分母的根,面试官问的极点是开环函数分母的根,根轨迹不重合不能说明开环极点不重合,用根轨迹说明稳定性应该是不要跑到右半平面吧(原来没学过这个,刚刚查了下现学现卖~)
对于小编的LDO,直观上感觉中间有一段范围应该是不稳定的,负载电容范围“全兼容”的LDO不知道有谁见过?



sweep过CL吗?在所有CL下稳定吗?
你这设计反直觉
cap less LDO主极点在内部,你这主极点却一会儿在内部一会儿在外部,这种设计用脚趾头都可以认为不能实现量产。

你没有明白面试官的问题,面试官的意思是你的设计必然不能实现大的负载变化都保持稳定,这跟用不用根轨迹分析没什么关系。

你似乎在推导中不知不觉用了闭环的root locus。

我只是说这个在数学上很像根轨迹的方法,但并不是说就是根轨迹图。正统的root locus是说闭环函数是含某个变量的多项式,然后分析该多项式根的变化,而根就是闭环的极点,所以用极点的位置就可以判断稳定性。这里的问题是说某开环函数是含cl的多项式,能否分析该多项式根随cl变化情况,而根实际是开环极点位置。所以lz的问题就复杂了,首先,是否可以避免开环极点相遇?其次,如果相遇系统是否仍然稳定?大家也不能光考虑极点变化而忽略了零点的影响。闭环时闭环零点对稳定性没贡献,可是开环时开环零点对稳定性是有贡献的。

说得对,后面部分说到闭环了。我重新编辑一下。

建议看下这篇文章
R. Reay and G. Kovacs, “An unconditionally stable two-stage CMOS amplifier,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 30, no. 5, pp. 591–594, May 1995.

没看明白问题在哪里。用补偿做的运放负载电容肯定是有个上限的。本来设计就应该标明最大能带的负载电容是多少。

米勒补偿实质上不就是feedback a current signal 吗?

现在把我这几天想到的列出来,看看大家有什么意见不
1:首先我认为在闭环(LZ认为补偿算一个internal loop)情况下,谈极点在电路具体哪个位置很不专业
2:用root locus 能最直观解释,始终是拉高次级点,拉低主极点,不存在相等的临界点
3:算一遍,LZ的ldo频率响应有点复杂,算起来比较麻烦,就算这个两级miler 补偿opamp
当Cc>C1情况下,
P1=1/(gm2R2R1Cc+R2CL)
P2=gm2/CL+1/R1Cc
当gm2R2R1Cc dominate时候,可以不专业点讲主极点在第一级输出
当R2CL dominate时候,可以讲主极点在第二级输出
但是不管怎么样,P1和P2不可能重叠
欢迎讨论,并指正

实际上是输出电阻和输出跨导的变化

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