※ 引述《Baneling (爆炸一哥)》之铭言： : 标题: Re: [问题] constant gm bias 设计问题 : 时间: Wed Oct 3 00:15:08 2018 : : ※ 引述《tomlin1106 (奇德)》之铭言： : : 最近在研究constant gm bias电路遇到一些问题 : : gm=u Cox（W/L）（Vgs-Vt） : : 是说gm如果要constant : : 从上面式子分析Vgs也要constant : : 以一般最简单的两个pmos和两个nmos的bias看 : : 如果要解决gm 不随Vdd变动的话 : : 是不是就是要消除电路上的channel length modulation？ : : 进而得到constant vgs？ : : 然後得到constant gm和constant Iref？ : : 如果这个理论成立 : : 想问一下一般设计constant gm所加的电阻是为了更加减少channel length modulation的 : : 影响吗？ : : 还是为了让bias更加稳定而已？ : : 最後为什麽要让gm constant？ : : 这个电路的关键是MOS的比例是1:4，其实也没有什麽原因 : : 跟High swing cascode current mirror一样，在电流相同的情况下要让底下的元件 : : 其跨压为Vov，电流相同尺寸差4倍，理想上Vov就差2倍，电阻上的跨压就会被锁在Vov/2 : : 因此Vov/2=ID*R，那gm=2ID/Vov=1/R，就这样而已... : : (不过说真的... 我也不知道为何这麽多教科书书要把这东西搞这麽复杂....) : : 在电路符合平方率的情况底下(偏压在strong inversion)，可以让gm只与R有关系 : : 至於I要怎麽设计则是跟你的W/L有关系... 只要不让MOS离开strong inversion : : MOS的gm就会只跟R有关。当然实际设计的时候R会有制程漂移的问题 : : 为何要让gm constant... 如果是类比电路，最大的好处就是固定放大器的频宽(gm/C) : : 我觉得有些经验分享一下好了，有错误的地方也请各位朋友指点一下 : -- :

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 1.173.168.183 : ※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Electronics/M.1538496910.A.5BA.html : ※ 编辑: Baneling (1.173.168.183), 10/03/2018 00:17:18 : → MuPei5566: 如果考虑到PVT,势必Bias voltage会飘移,假设要设计的电 10/03 08:08 : → MuPei5566: 路需要稳定的偏压,是否有除了做BandGap以外的方式,协助 10/03 08:08 : → MuPei5566: Bias提供稳定电压源? 10/03 08:09 我是觉得你可以先去看看Martin写的AIC，我记得第二版有把Bias/reference拿出来讲一讲 一般的bias circuir其实是提供篇压电流给放大器或者差动对，constant-gm的好处就是 能让从bias circuit mirror出去的电流经过放大器，其gm会只与bias circuit的R有关系 固定gm有甚麽好处? gain是不敢说... 因为跟ro这种东西有关... 但起码你的BW跟noise的量级会被定在一个范围内 这里有个迷思就是MOS的gate不是用固定电压去bias决定它的特性的... 因此Bias Circuit的功用并非产生稳定电压，它依然会受温度影响 但可以确保的是放大器的gm变异会小很多，依然会有变化的原因是即使是constant-gm 里面的电阻也是有温度系数的.... 如果要产生一个不受温度影响的电压(Reference)基本上还是要靠BGR这类的电路 但它的目的就不是产生一个电压去偏压MOS... 而是产生一个参考电压(Vref)给系统用 例如LDO、ADC/DAC之类的电路，更广泛的用途则是将Vref经过一个V/I转换产生一个 好的电流源，通常current sterring DAC会需要这种电路，甚至PLL中Ring-based VCO 也会有这种应用... 当然这边也有个迷思就是Vref有没有可能设计在特定精确的电压? (例如3/4VDD?) 个人觉得这也是很多初学会有的问题，简单来说Vcm不一定要是VDD/2 但它要是一个稳定的值，同时Vref+到Vcm与Vref-到Vcm的压差一样就可以用了... 除非只单量测IP，不然应用在系统之中，电路设计考量的点还是比较广... 简单来说要把Bias跟Reference当作两件事情分开看，用途不同不要混在一起 另外补充一下如果是真实在实作，电阻阻值一定会跑掉的... 通常不是用fuse或者 ROM+开关去把电阻值修正回来，就是设计一个电路能够容忍阻值飘移都还能动... 前者成本就是额外电路，後者成本是电路需要over design(通常很over)。 或者... 请PE帮忙让阻值不要飘那麽多，但基本上还是很难把电阻漂移量压到很低 : 推 susuper: 大於4倍是有原因的,您可以推导consant gm的回路分析，, A 10/03 12:33 : → susuper: C的loop跟PSR TRAN还有 transient responds都要考量唷 10/03 12:33 这样讲就把DC跟AC混在一起了，基本上差4倍就是为了constant-gm，原因我在内文说过了 你在算High swing cascode current mirror的bias的时候会去算AC吗... 当然是让下面那颗MOS的Vds=Vov摆幅才能到最大... 不管是Bias跟BGR它们都是有回路稳定度的问题 pole/zero都需要注意也都有可以补偿的方式 但AC是AC，DC是DC，不要混在一起讲..... Transient就更广了，看你是要讨论VDD start-up的速度还是你的电路受到外在干扰 有kick back的问题，这两类问题的处理方式略有不同 : 推 jamtu: constant gm　本来就不是为了准确度　 10/03 16:34 : → jamtu: 因为gm=1/R的假设是square law成立　不成立就没用 10/03 16:34 : → jamtu: 要真的准的东西　还是BGR比较可靠 10/03 16:35 恭喜你毕业啦~ 有看到你的口试过程，不知道有没有机会看看你的博论 现在sensor也是我的工作内容之一，觉得你的研究对我来说很有参考价值... : 推 cebelas: 所以重点是要去从系统上面想好你要const. 是谁 10/03 21:52 基本上这个电路的用途就是constant-gm 只是看需求是什麽... 但个人觉得很多情况下多一个BGR和V/I转换电路，问题会少很多很多 constant-gm bias circuit受到电阻制程飘移的影响还是有点大 以上一些经验分享，欢迎大家讨论罗 --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 1.173.185.183 ※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Electronics/M.1538657287.A.3E8.html 有点累 直接回了... 一个电路如果你连DC都没处理好还有後续嘛...? 原理我说了，就跟high swing cascode current mirror一样 MOS diode只是为了产生一个偏压，这个偏压可以让对面MOS底下元件的跨压为Vov 那你在设计cascode current mirror的时候 会把串叠的电晶体放在产生偏压的MOS diode底下吗...? M=4是因为电晶体符合平方率... 为了控制电阻上的跨压所设计的 当然比例有可能会调整，因为现在的MOS并不一定是平方率 要先符合这些条件才有所谓的constant-gm... 如果不符合这个状况(DC)，那去把MOS的比例弄到小於4意义是什麽...? 类比电路毛很多呀... 像处理制程的问题我内文不是也说了不少 但我个人是觉得先把基本的东西搞好，再来讨论更艰深的东西... 如果连基本理论都没办法用很简单的方式去说明，要如何设计出不容易挂掉的电路呢..? ※ 编辑: Baneling (1.173.185.183), 10/05/2018 00:31:54