版圖對(duì)電路地影響-差分放大器一

深圳金百澤電子科技股份有限公司（）成立于1997年，是線路板行業(yè)十強(qiáng)企業(yè)，總部設(shè)在深圳，研發(fā)和生產(chǎn)分布在深圳、惠州和西安等地，為客戶提供產(chǎn)品研發(fā)的PCB設(shè)計(jì)、PCB快速制造、SMT加工、組裝與測(cè)試及硬件集成等垂直整合解決方案，是國(guó)內(nèi)最具特色的電子制造服務(wù)提供商。電話223版圖對(duì)電路的影響—差分放大器(一）740)this.width=740"border=undefined>740)this.width=740"border=undefined>標(biāo)準(zhǔn)小信號(hào)模型將Rss視為電流源，輸出電阻無(wú)窮大，平衡狀態(tài)下的小信號(hào)差動(dòng)增益Av=gmRd，單邊輸出增益減半。尾流源讓共模電平對(duì)偏置電流的影響盡可能的小。理想差分放大器共模增益為零，共模抑制比無(wú)窮大。一、共模輸入變化引起輸出的變化電路對(duì)稱Rd1=Rd2=RdVin1=Vin2gm1=gm2=gm,Vgs1=Vgs2=VgsVin1=Vin2=Vin=Vgs+2gmVgsRssVx=Vy=Vout=-gmVgsRdAvc=Vout/Vin=(-gm)Rd/(1+2gmRss)僅負(fù)載失配Rd11Rd2Vin1=Vin2=VinVgs1=Vgs2=Vgsbeta1=beat2=betagm=beta*(Vgs-Vth)gm1=gm2=gmVin=Vgs+2gmVgsRssVx=-gmVgsRd1Vy=-gmVgsRd2Vx-Vy=-gmVgs(Rd1-Rd2)Avc=(Vx-Vy)/Vin=(-gm)(Rd1-Rd2)/(1+2gmRss)僅晶體管失配beta11beta2gm11gm2Vgs1=Vgs2=VgsRd1=Rd2=RdVin1=Vin2=VinVin=Vgs+(gm1+gm2)VgsRssVx=-gm1VgsRdVy=-gm2VgsRdVx-Vy=-VgsRd(gm1-gm2)Avc=Vx-Vy/Vin=-Rd(gm1-gm2)/[1+(gm1+gm2)Rss]摘錄自(1)：1、共模擾動(dòng)頻率的增加與尾流源并聯(lián)的電容會(huì)使電流產(chǎn)生很大的變化(即使尾流源輸出阻抗很大，在高頻時(shí)也會(huì)變得很嚴(yán)重)2、電路不對(duì)稱既來(lái)自負(fù)載電阻，也來(lái)自輸入晶體管。通常后者產(chǎn)生的失配要大得多。由i=q/t,q=cv,f=1/t得到i=cvf，所以尾流部分的寄生電容與輸入頻率會(huì)影響到尾流源，進(jìn)而影響到整個(gè)差動(dòng)電路的性能。740)this.width=740"border=undefined>C=Eox*Area/Tox,很容易看出面積越大電容也越大。以W/L=100/1的晶體管為例，畫成finger=1時(shí)，diff_area_f1=100*(1.5*2+1)=400,all_area_f1=400+(0.5*4*2)=404；當(dāng)finger=2時(shí)，diff_area_f2=50*(1.5*3+1*2)=325,all_area_f2=325+(0.5*6.5*2)=331.5。每次減小重合部分的面積。設(shè)MOS寬度為W,重合部分寬度為ds，channel長(zhǎng)度為g，gate出diff為cap，finger數(shù)目為n，有(W/n+2*cap)(n*ds+ds+n*g)>=(W+2*cap)(2*ds+g)，得出當(dāng)n>=W*ds/[2*cap*(g+ds)]時(shí)，finger=n的整體面積大于finger=1的面積。如果ds=x*cap,g=y*cap則n=[W/(2*cap)]*[x/(x+y)]，finger=n如果y=z*x，其中z=g/d，則n=W/[2*(1+z)*cap]，將(1+z)*cap作為一個(gè)整體k，則n=(W/2)*(1/k)，k=(1+g/ds)*cap上式可知k越小，n越大，也就是k越小畫成多個(gè)finger的形式越合算。更直觀講就是柵寬度過(guò)大于源漏極的寬度，或者柵超出有源區(qū)很大值時(shí)，畫成finger態(tài)就不太經(jīng)濟(jì)了。以圖例的值計(jì)算結(jié)果n=60，當(dāng)然拆分來(lái)畫，還是要是電路的性能作為最終的依據(jù)。這里建議取n為偶數(shù)根source端在兩邊，drain端在中間，注意（以圖為例）水平寬度與垂直高度相對(duì)比例。尾流源器件目的是提供穩(wěn)定的電流，其實(shí)可以是鏡像電流源的一部分，所以畫法已經(jīng)在上次討論過(guò)了。不過(guò)考慮與另一晶體管相距較遠(yuǎn)，應(yīng)以metal作為連線。740)this.width=740"border=undefined>晶體管失配會(huì)造成很大的影響，為保持晶體管的匹配通常的做法有，中心對(duì)稱和質(zhì)心對(duì)稱（交叉對(duì)稱）法，這些可以運(yùn)用在制程偏差很大的項(xiàng)目中。在先進(jìn)的工藝?yán)?，這方面的所占的比重在逐步下降，甚至可以忽略，在種情況下的匹配就是將晶體管盡量靠近，比如共用。二、差模輸入變化引起輸出的變化電路對(duì)稱：Rd1=Rd2=RdVgs1=Vgs2=Vgsgm1=gm2=gmVx=-VyVx-Vy=2VxVx=-gmVgsRdVin1=-Vin2Vin1-Vin2=2Vin1Vin1=Vgs+2gmVgsRssAvd=(Vx-Vy)/(Vin1-Vin2)=Vx/Vin1=(-gm)Rd/(1+2gmRss)僅負(fù)載失配Rd11Rd2Vgs1=Vgs2=Vgsgm1=gm2=gmVx=-gmVgsRd1Vy=gmVgsRd2Vx-Vy=-gmVgs(Rd1+Rd2)Vin1=-Vin2Vin1-Vin2=2Vin1Vin1=Vgs+2gmVgsRssAvd=(Vx-Vy)/2Vin=(-gm)[(Rd1+Rd2)/2]/(1+2gmRss)僅晶體管失配beta11beta2gm11gm2Vgs11Vgs2Vin1=-Vin2Vin1-Vin2=2Vin1Vin1-Vgs1=Vin2-Vgs22Vin1=Vgs1-Vgs2Vin1=Vgs1+(gm1Vgs1+gm2Vgs2)RssVin2=Vgs2+(gm1Vgs1+gm2Vgs2)RssVin1=-Vin2Vgs2=-Vgs1(1+2gm1Rss)/(1+2gm2Rss)Vx=-gm1Vgs1RdVy=-gm2Vgs2RdVx-Vy=-Vgs1Rd(gm1+gm2+4gm1gm2Rss)/(1+2gm2Rss)2Vin1=2Vgs1(1+gm1Rss+gm2Rss)/(1+2gm2Rss)Avd=(Vx-Vy)/(Vin1-Vin2)=(Vx-Vy)/2Vin1Avd=(-Rd/2)(gm1+gm2+4gm1gm2Rss)/(1+gm1Rss+gm2Rss)三、視Rss為電流源時(shí)，(Vx-Vy)/Vin1dutovin1=(-Rd1)/[(1/gm1)+(1/gm2)]-Rd2/[(1/gm2)+(1/gm1)](Vx-Vy)/Vin2dutovin2=(Rd2)/[(1/gm2)+(1/gm1)]-(-Rd1)/[(1/gm1)+(1/gm2)]Avd=(Vx-Vy)/(Vin1-Vin2)=-(Rd1+Rd2)/[(1/gm1)+(1/gm2)]如果Rd1=Rd2=Rd，gm1=gm2=gm，則Avd=-gmRd如果Rd1=Rd2=Rd，gm2=2gm1=gm，則Avd=(-4/3)gmRd這些資料還沒(méi)有整理完，因?yàn)橥系锰镁?/p>