作者sa2d61a3 (HAHAHA)
看板Electronics
标题模拟Wide-swing current source的问题
时间Sat Apr 25 21:33:41 2020
https://i.imgur.com/XDSkux4.jpg
https://i.imgur.com/XvhjBKw.jpg
2(A)的部分:
我尽可能让ro 调高到最大(W/L尺寸调高)，并且让Vov接近150mV
但我模拟参数，ro^2的极限值为41.6M ohm，gm4为1.56mA/V
这样还是没办法达到Ro = gm4*ro^2 > 500ohm
想请问还有哪些是我可以去调整的吗?
3(A):
後来试过好多次了... 都没办法调到3个corner皆满足
3(c)的部分，用电流镜给偏压点就可以满足
我在想题目的意思是只要3(c)符合就好，3(a)没满足所有corner是正常的?
如果3(a)也需要满足，感觉真的不太可行...
2(A)部分:
.prot
.lib 'cic018.l' TT
.unprot
.option post=1 ACCT CPATAB
.option acout=0
.param x=0.18u
**---FET---**
M1 5 4 0 0 n_18 W=95u L=13.5u m=1
M2 4 2 5 0 n_18 W=95u L=13.5u m=1
M3 3 4 0 0 n_18 W=95u L=13.5u m=7
M4 1 2 3 0 n_18 W=95u L=13.5u m=7
**---FET---**
*M1 5 4 0 0 n_18 W='7*x' L='x' m=1
*M2 4 2 5 0 n_18 W='7*x' L='x' m=1
*M3 3 4 0 0 n_18 W='7*x' L='x' m=7
*M4 1 2 3 0 n_18 W='7*x' L='x' m=7
**---Source---**
VDD 6 0 1.8
Vout 1 0 0.3
Vb 2 0 0.632
Iref 6 4 20u
**---Sweep---**
.op
** DC analysis **
.DC Vb 0.6 1.5 0.01
.probe dc I(M1) V(1,3) I(M3)
** gds analysis **
*.DC x 0.18u 10u 0.01u
.probe gds4=LX8(M4)
.probe gds3=LX8(M3)
.probe gm4=LX7(M4)
.probe ro = par('1/(gds4*gds3)')
.end
3(a)部分:
.prot
.lib 'cic018.l' TT
.unprot
.option post=1 ACCT CPATAB
.option acout=0
**---FET---**
M1 1 2 0 0 n_18 W=20u L=5u m=1
M2 1 3 4 4 p_18 W=1u L=1u m=1
**---Source---**
VDD 4 0 1.8
Vb 3 0 0.924
Vin 2 0 0.389
**---Sweep---**
.op
** DC analysis **
*.DC Vb 0 1.5 0.1
.DC Vin 0 1.5 0.1
.probe dc I(M1) V(4,1)
** TF analysis **
.tf V(1) Vin
.end
--
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1F：推 blacktea5: 3a的部分 阻抗是rop//Ron 你rop可能比ron 小04/25 23:09
2F：→ blacktea5: 40dB .18 gmro 可以做到才对04/25 23:10
3F：→ blacktea5: 2a 假设你可以做到 gmro=100 那你ro只要能5k 在看ro 与04/25 23:13
4F：→ blacktea5: 什麽相关再去设计吧04/25 23:13
5F：→ sa2d61a3: 可是我已经把W/L size调高到极限了... 还是说我应该先04/25 23:41
6F：→ sa2d61a3: 管gm?04/25 23:41
7F：→ sa2d61a3: 定电流源下 gm=2ID/Vov，所以我是先想办法压低M4的overd04/25 23:42
8F：→ sa2d61a3: rive吗，感谢04/25 23:42
9F：→ spitonface: 乾哈哈谢老师类比作业 我也卡住QQ04/26 00:02
10F：推 spitonface: 我也怀疑3b根本没要求要都在saturation region= =04/26 00:06
11F：→ sa2d61a3: to b大04/26 00:24
12F：→ sa2d61a3: 3a其实我有把gain调到>100V/V，只是我跑SF FS的时候偏04/26 00:24
13F：→ sa2d61a3: 压点一定会跑掉，而後面题目用电流镜去稳压，所以我才在04/26 00:24
14F：→ sa2d61a3: 想是不是a小题本来就无法单纯用电压源去跑SF FS coner?04/26 00:24
15F：→ blacktea5: 2a的部份 一个提供gmro 一个提供ro.有规定四个size 要04/26 09:34
16F：→ blacktea5: 一样？04/26 09:34
17F：推 blacktea5: 3b的可能告诉你 用vbias 就是不好的选择 用ibias mirro04/26 09:36
18F：→ blacktea5: r 才是电路在5个coner 的最佳解04/26 09:36
19F：推 waterseven5: 同意楼上的说法，3a/3b是连在一起的题目04/26 10:48
20F：→ waterseven5: 3a几乎很难调到位，更能体会要用3b的观念04/26 10:49
21F：→ sa2d61a3: to b大04/26 18:31
22F：→ sa2d61a3: 3a其实我有把gain调到>100V/V，只是我跑SF FS的时候偏 04/26 18:31
23F：→ sa2d61a3: 压点一定会跑掉，而後面题目用电流镜去稳压，所以我才在04/26 18:31
24F：→ sa2d61a3: 想是不是a小题本来就无法单纯用电压源去跑SF FS coner?04/26 18:31
25F：→ sa2d61a3: to spit大04/26 18:35
26F：→ sa2d61a3: 要一起做专题吗 我目前还没找到人XD04/26 18:35
27F：推 spitonface: 我有队友惹 抱歉QQ04/27 00:12
28F：→ kameng: 3a不能过corner是正常的 3c就说明这样去偏压比较能抗Var.04/27 10:19
29F：→ kameng: 你再加上3d来看就更清楚了04/27 10:19
30F：→ kameng: 2的话为什麽M1&M3的W要这麽大?相同电流下,W增加 ro就减少04/27 10:26
31F：→ sa2d61a3: K大：04/27 15:13
32F：→ sa2d61a3: 1. 因为3A助教规定作业规格都要保持饱和状态（我猜他没04/27 15:13
33F：→ sa2d61a3: 有先自己模拟过）04/27 15:13
34F：→ sa2d61a3: 2. 2A 我以为ro只跟L有关... W调大的原因是想让(W/L)足04/27 15:13
35F：→ sa2d61a3: 够大到让Vov压在150mV，因为Vout限制在300mV04/27 15:13
36F：→ sa2d61a3: 3. 感觉我可以不用让上下VOV都压在150mV，我之後试试看04/27 15:13
37F：→ sa2d61a3: 把下面的Vov调低以增加gm04/27 15:13
38F：推 Facer: 2a : 可以把L继续调大，拉高ro。想要keep vdsat 可以把widt04/29 22:52
39F：→ Facer: h 折到Multi就不会超过100um。另外cascode MOS跟mirror MOS04/29 22:52
40F：→ Facer: sizing通常不会一样，可以分开设计。04/29 22:52
41F：→ sa2d61a3: 後来的规格:04/30 09:52
※ 编辑: sa2d61a3 (110.28.195.36 台湾), 04/30/2020 09:55:30
42F：→ sa2d61a3: .param x=1.06u 04/30 09:55
43F：→ sa2d61a3: M1 5 4 0 0 n_18 W='9*x' L='x' m=4 04/30 09:55
44F：→ sa2d61a3: M2 4 2 5 0 n_18 W='9*x' L='x' m=4 04/30 09:55
45F：→ sa2d61a3: M3 3 4 0 0 n_18 W='9*x' L='x' m=28 04/30 09:55
46F：→ sa2d61a3: M4 1 2 3 0 n_18 W='9*x' L='x' m=28 04/30 09:55
(2a)部分
我後来将MOSFET L定在1.06um
增大W（以及m)，发现这样可以有效增加Rout
我认为是由於电流固定，Vov会随着W/L增加而变小，因此提高gm
但是另一方面，ro相对不会减少那麽显着，因此gmro^2仍然变大。
—————————————
请问一般我们设计MOSFET的时候，大多数情况是不是都会让L在制程极限附近（0.18um～1
um） 而不太会动它
因为L影响ro的效果真的有限
※ 编辑: sa2d61a3 (1.160.55.107 台湾), 04/30/2020 11:11:14
47F：推 jamtu: 通常不会把L变成13.5um那麽大，一来是因为面积 05/02 01:49
48F：→ jamtu: 二来foundry并不会guarantee这边的model是准的 05/02 01:50
49F：→ jamtu: 另外在Vds很小的时候，很难找到单向的rule去maximize Rout 05/02 01:51
50F：推 jamtu: 2A的设计原则，是把M3那一颗在VDS=150mV时最大的Rout找好 05/02 01:52
51F：→ jamtu: 再去试各种不同可能的W和L，去maximize M4的gmrout 05/02 01:53
52F：推 jamtu: 至於第三题，注意(b)不算分数，所以是故意叫你去试不出来 05/02 01:57
53F：→ jamtu: 有看懂题目就会知道他只是单纯叫你sim，然後得到做不到 05/02 01:57
54F：推 spitonface: 主要是助教一开始要求要saturate 後来他偷偷改说法XD 05/02 14:24
55F：推 Vtkg: 助教後来偷改留言啦 3a.好像不用都满足saturation 现在想想 05/02 16:02
56F：→ Vtkg: 这样也有道理 因为这样3d.才比较好做出两种情况的比较(? 05/02 16:02
57F：推 Vtkg: 不过2a. 我跟朋友的找法是去扫Vout然後做Iout/Vout图 找Vout 05/02 16:06
58F：→ Vtkg: =300mV时的斜率再取倒数不知道这样行不行？ 05/02 16:06
59F：推 jamtu: 能过spec就是好方法 05/03 03:07