Chip123 科技應用創新平台

標題: op設計 [打印本頁]
作者: stevenzhou    時間: 2007-12-30 08:36 PM
標題: op設計
我想請問  ( x* z2 u& ~5 c$ D$ R2 }! D
我最近把以前模擬過的一顆op
4 b# M1 h9 u7 b. v+ b  B5 e想由.35換成.18的製程- g) L7 R: R; c
可是有幾顆電晶體都一直無法調整至saturation region   他都工作在triode region$ f* n" R7 R0 L$ S. v
想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何 , Z) F7 z; k+ h6 `( j- Y. p8 V2 ]
有什麼技巧可以讓電晶體工作在saturation region ？! U: `4 Y: Q+ z5 p: ?3 l  y3 m2 m2 f: ^
# e# t( f) A4 T/ B
//1 p& l; O1 W! S  L, Y1 f
folded-cascade opamp2 c4 z9 T5 J- {

8 s0 B' K# y! S1 {.prot9 K8 t. o4 X) T0 p( ~# ^
.lib 'mm018.l' TT& a7 n2 y( }9 @6 N. q
.unprot
6 I0 j. i+ S. ]3 b+ C
7 C. f" @; R- p: ^; W# PVDD vdd 0 DC 3.3v; w# z* _! w9 j. d' y) W
VIN+ vin+ 0 DC 1v AC 1V
) ?8 L6 Q) N% E8 q+ z' T; \VIN- vin- 0 DC 1v
! _5 _6 E: ~0 a8 k3 L1 L( d% ^% |# W7 j
' n" U! U. ?6 s& y2 }3 }* W3 A7 wVBIASP vbiasp 1 DC 0v4 N4 h9 s1 G0 q, a
VBIASN vbiasn 0 DC 1v
5 x. Y* M/ J1 M# e9 E  j* A0 w: y0 P& {% [
m1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
$ K& j$ R) [. ~& z6 v& ?* em2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
/ v; I4 H+ T$ d2 t$ ~3 j3 TM9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1* x$ F% e8 x0 Y' c& _
M10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
2 L( ~% X, ?1 i, E% z4 U4 X7 N3 G* K
M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=10u L=1u m=30
8 K# l( M2 }' L7 o( A* w  p.op/ }. \; x0 ^( _3 P# U% o3 \
.end
, L' ^. ^8 I+ C3 B% j//
' e+ Q2 {  ^$ `  a, V; j  v' u; Z, d" _/ S
9 |& u2 H. D, S2 C. w

9 D; l( E6 Y/ v, Q//1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 20:34:49  12/30/2007  pcnt         * C* P# {7 E2 `& {/ m
******  
# M; `3 G9 r/ R% r) O folded-cascade opamp                                                         
& Q2 W) Q- |, H( c9 t  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         
0 O) [1 k9 X- F( l: X ******  
; B. ~. s) [$ t  v) {+ ]9 r! s ***** operating point status is all       simulation time is     0.     
; I! }5 b5 G/ F- \+ h    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage
0 s$ {$ g2 S( E# `
3 c- e! ~8 u8 B5 @, s +0:1       =   2.6291  0:6       =   2.1972  0:7       =   2.1972
( o! M" N1 d$ G" F0 j  D +0:vbiasn  =   1.0000  0:vbiasp  =   2.6291  0:vdd     =   3.3000
/ R, }8 C; }1 {# m) o1 c4 E +0:vin+    =   1.0000  0:vin-    =   1.0000 : h' H9 _- _( `+ ^- _- C! H

) C; F8 p$ p) H4 {. V) I7 A2 K! m# i3 i) b' l/ |+ z
****  voltage sources
7 ^# e8 B- J' G' G( _+ Y# w6 t( g4 R. v2 c- ~
subckt                                                         
& ^/ Z; E! A3 ?* _ element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  ) A) u7 a' N% B
  volts      3.3000     1.0000     1.0000     0.         1.0000
' e3 H5 ?! I. p. R  current -481.6364u    0.         0.         0.         0.     
6 a; Q; |! y" Z( n, I* ?  power      1.5894m    0.         0.         0.         0.     1 g# q. N' q; U) E- \* R4 L/ n, t6 D
* x6 e6 ?0 W( U  E; j( e
- l0 `4 W& z" z6 e% W/ P0 q: x* z$ R
     total voltage source power dissipation=    1.5894m       watts1 }: T1 T: z5 U5 [( m5 ^
3 k6 k1 x; ]& P) c, V4 g

* Q# k' W1 f" e  p  V **** mosfets
: U; H* M. [' U6 a: d5 h0 k
0 Y; M# Z- S3 I! ^
2 j* F! p1 Z* |5 Y" s subckt                                                         $ i" h7 J  |( F: _/ z
element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     
- w+ v9 v3 v1 Q  T+ s5 g/ F model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.5   
8 X6 U7 p" t+ C9 ?' X- p; O7 c region       Linear     Linear   Saturati   Saturati   Saturati
8 l. O* o4 u+ W) \  id      -240.8182u -240.8182u  240.7856u  240.7856u -481.6363u( |9 d! L% p# @+ t
  ibs       27.7495f   27.7495f -4.826e-19 -4.826e-19   50.5859a
8 M3 Q9 |0 s' A# Q9 M# e6 L  ibd       27.7495f   27.7495f  -32.5594n  -32.5594n  562.1908f
8 X" N, i- c9 ^7 K; N) ~9 |  vgs       -1.6291    -1.6291     1.0000     1.0000  -670.8606m
5 D1 ~# j. Y+ `) }9 G, Y" U  vds     -431.9608m -431.9608m    2.1972     2.1972  -670.8606m& }" V0 D! Y) t& |
  vbs      670.8606m  670.8606m    0.         0.         0.     3 I2 \3 s% p& ?
  vth     -648.2058m -648.2058m  483.1962m  483.1962m -458.6354m
9 F5 _, `( \' i1 P7 }3 H; `  vdsat   -809.0935m -809.0935m  476.0168m  476.0168m -204.2288m  T& Q2 R, j9 f- m4 S3 `' b
  beta     798.1469u  798.1469u    1.8916m    1.8916m   21.3671m
! b# G: M! ?( B, @  [, }, ^  V  gam eff  471.4654m  471.4654m  517.3875m  517.3875m  497.9476m
4 K9 K* m, ?  |2 D7 w  gm       267.1075u  267.1075u  765.1671u  765.1671u    3.8578m- q" Z! B- J! X6 d' i# }& ^
  gds      363.5742u  363.5742u    3.1814u    3.1814u   22.5359u
$ x! _' e4 f) s$ N: m8 H  gmb       99.4698u   99.4698u  228.8685u  228.8685u    1.2749m( C0 N( p$ ~8 w' k
  cdtot     96.5215f   96.5215f    4.7983f    4.7983f  371.1814f
; o3 @( b, L6 _7 J- `8 b  cgtot    129.8446f  129.8446f   33.1464f   33.1464f    1.9566p5 r/ q' L" ]  j6 c! o" l4 f/ [
  cstot    123.3593f  123.3593f   41.7131f   41.7131f    2.5406p
! U: V* |7 a% Z  {7 \: u- I* c) ]9 z( L  cbtot     52.6108f   52.6108f   18.6504f   18.6504f    1.3034p
) Z! Q) i/ E7 O) u* l' _; u  cgs       77.8780f   77.8780f   28.1644f   28.1644f    1.6472p
0 n- F6 C8 `1 w; O# Q1 k: @; X  cgd       50.9572f   50.9572f    1.8252f    1.8252f   98.1048f7 a6 G" M2 G6 _7 u# N9 ]
//0 }2 b. @/ y' n2 v- z

1 V! K  S& E9 y, G[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 09:07 PM 編輯 ]
作者: stevenzhou    時間: 2007-12-30 11:34 PM
folded-cascade opamp
$ h! d8 W' }6 |  |. G2 P( L! I0 g  G: \) F8 q
.prot
4 }$ x" S- {& |# d/ t.lib 'mm018.l' TT, A/ k2 s" |7 x' K3 a9 n% A
.unprot
5 ?( m, p- a6 S4 r. T) B& s& ]  w& K2 T0 k. ]
VDD vdd 0 DC 3.3v
& b  H) a7 Y) Q$ W, b$ qVIN+ vin+ 0 DC 0.5v AC 1V
0 ^3 s1 @, ~7 `! ZVIN- vin- 0 DC 0.5v
7 h; n' B4 w# I: K  Q6 c) M  s& L2 Z6 r6 G
VBIASP vbiasp 1 DC 0v
. _6 ~/ `& k9 b5 ~  CVBIASN vbiasn 0 DC 0.88v
' X- V8 S9 V. z9 am1 7 vin- 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
1 i# Z  `+ d- A5 _m2 6 vin+ 1 vdd pch w=15u l=1u m=1
" d0 z. C- O7 }/ UM9 7 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
. X4 u" t2 l) j$ tM10 6 vbiasn 0 0 nch W=5u L=1u m=1
5 ^7 m  z# y9 B8 Q" S4 D0 d
( ~4 o2 @1 {3 g9 ~! ^  U- p; ~M11 1 vbiasp vdd vdd pch W=15u L=1u m=16 h- W1 Z( |% c, K
.op
8 O4 B/ ]$ J3 U4 B: Y.end- Q, M5 e: L9 }  w, _7 L
4 w+ S8 v; a7 v7 m
//
7 ~2 H! [2 C! `5 Q4 b/ F- d* _  
9 ^7 g4 _) A; r4 a+ H1 ******  HSPICE -- U-2003.09-SP1 (20031115) 23:20:01  12/30/2007  pcnt         + W2 ]1 D# H7 @+ i. m
******  , J1 z2 Q8 e( `5 F* J
folded-cascade opamp                                                          ) N1 j9 K6 r4 Q; f. w# b) ]9 M
  ******  operating point information      tnom=  25.000 temp=  25.000         . w: n7 c- t8 A4 m
******  . g* i4 F0 K1 F* }9 I9 [( N1 t
***** operating point status is all       simulation time is     0.     
/ |+ g" V* a0 `7 k% `" U    node    =voltage      node    =voltage      node    =voltage+ Y" T% C2 o3 X( k) j
/ [6 M0 e- I/ ]4 y4 W7 H
+0:1       =   1.9514  0:6       = 572.9837m 0:7       = 572.9837m, c. T  ^# h: I& m
+0:vbiasn  = 880.0000m 0:vbiasp  =   1.9514  0:vdd     =   3.3000
$ p0 V. R8 N) T* J& @, h +0:vin+    = 500.0000m 0:vin-    = 500.0000m
* R) l8 j+ d2 p$ r  C4 c% k" w% U: z3 @; z9 p+ r

4 ?4 i* A8 l: F* y* T ****  voltage sources' ]0 C0 ]( J1 Y; |; Y7 T, A( r8 m5 X
1 o) f5 e6 Q/ H# T3 ~) f1 T
subckt                                                         
0 e1 ]4 M0 `( L4 U( M; q4 s/ P  C element  0:vdd      0:vin+     0:vin-     0:vbiasp   0:vbiasn  
8 ^4 t7 @* s: R& P) J0 j8 J  volts      3.3000   500.0000m  500.0000m    0.       880.0000m$ \# L6 S- X8 s
  current -298.0119u    0.         0.         0.         0.     
) i  `/ ^0 A" i% b) g* g$ z  power    983.4394u    0.         0.         0.         0.     ! l* Y/ Z& M% c, z7 T3 D1 y
" a/ e4 W, v+ k  g! I) a% K
' ?2 {: x+ M" M, o0 `3 Z' m9 }- b) V5 q* s
     total voltage source power dissipation=  983.4394u       watts
# z+ h( t8 n9 p& a# ?) K, y* @
. Q2 c* S/ N8 s' T. R$ h  _  K; C$ w2 Z, J2 P7 {1 o* _
**** mosfets
4 p" [5 ~$ w" f# ?. h0 \( E3 f6 i
9 ^8 [, o9 `+ O1 B6 T: A$ _) F+ C( v8 ~4 Y
subckt                                                         2 l2 ?& A/ S! x9 Y3 w% M4 @
element  0:m1       0:m2       0:m9       0:m10      0:m11     ' r) {. G1 y$ ~$ K' }& v) \1 B
model    0:pch.2    0:pch.2    0:nch.5    0:nch.5    0:pch.2   
" h# U% G- d: I6 g% |+ H6 H region     Saturati   Saturati   Saturati   Saturati   Saturati- Q+ r- O( _1 Z" A
  id      -149.0060u -149.0060u  149.0060u  149.0060u -298.0119u+ t3 Q0 p0 @2 N" d) T
  ibs       27.7495f   27.7495f -2.988e-19 -2.988e-19   30.8833a7 ~0 J- C- v; R( R  w: U7 @
  ibd       27.8713f   27.8713f -189.5634a -189.5634a   27.7498f
! D2 h0 Q. k5 q) y  U: T  vgs       -1.4514    -1.4514   880.0000m  880.0000m   -1.3486 ( a$ A2 x2 K6 X& ~7 ]+ Q5 E
  vds       -1.3784    -1.3784   572.9837m  572.9837m   -1.3486
9 L1 c, t. t3 e( v% Q  vbs        1.3486     1.3486     0.         0.         0.     % S8 X# Z7 {% s) S. p
  vth     -804.9352m -804.9352m  483.5635m  483.5635m -458.4947m/ M, |( _9 ^5 Z: a9 Z
  vdsat   -562.7348m -562.7348m  384.0604m  384.0604m -707.9220m2 k: [6 {+ {- n, Z. j0 v
  beta     786.5353u  786.5353u    1.9473m    1.9473m  908.9518u9 }0 v/ e8 T- B9 d
  gam eff  455.9316m  455.9316m  517.3876m  517.3876m  490.7250m4 M- a3 l# k2 p, W" G
  gm       399.4882u  399.4882u  626.4651u  626.4651u  567.1552u7 M1 ~" U/ \1 e! C3 j! u
  gds        3.3727u    3.3727u   13.5609u   13.5609u    7.0085u" I# @$ W9 G; z- Y! z! v
  gmb      104.1632u  104.1632u  183.7342u  183.7342u  204.2159u
" y' o8 p9 X: l( U  cdtot     14.6309f   14.6309f    5.7615f    5.7615f   16.6723f4 V; J% D6 e; B3 `" \! V" J. x
  cgtot     97.3463f   97.3463f   33.1397f   33.1397f   98.6312f, \. \  [2 Q: Z
  cstot    114.2711f  114.2711f   41.7018f   41.7018f  128.3842f
& m/ n+ D. X% y+ u, x  M. Y- y  cbtot     43.1833f   43.1833f   19.6812f   19.6812f   61.7252f
% K! b9 \# Y: z5 N  b9 Q, n6 T  cgs       85.8953f   85.8953f   28.0877f   28.0877f   84.7928f
1 x- F2 |+ f- ~5 I  cgd        4.9102f    4.9102f    1.8252f    1.8252f    4.9102f' }8 F7 o5 A7 K' r; g9 h3 o6 O, r
//
3 h; P0 U# M6 g: Z2 u5 p
, o- Z/ L4 j3 o* {+ U# l7 u% S3 W發現是我的bias電壓不對  導致在triode region  看過這個論壇其他有關OP的文章  果然有幫助ㄋ2 p" e  m0 O# [# ]5 a/ a
. G# {1 [. M0 S# F
[ 本帖最後由 stevenzhou 於 2007-12-30 11:39 PM 編輯 ]
作者: andywu    時間: 2007-12-31 10:16 AM
想請問spice模擬的電晶體  工作在saturation region 的條件為何?
0 ^) Z& Z+ d) b% I' d3 b
: Q% y, s$ m/ M在VGS＞Vth的條件下，當VDS=VGS-Vth時，MOS剛好達到飽和狀態的條件，若VDS＞VGS-Vth，MOS就進入飽和區工作。如果VDS＜VGS-Vth，那麼MOS便在線性區工作。反過來說，若VGS＜Vth，MOS就工作在截止區，此時通道截止且無電流通過，可視為開關在開路的狀態。
作者: et2234    時間: 2007-12-31 07:13 PM
請加共模回授 就可以了5 U6 e% i# N1 M) v
因為你用的是全差動對的
) \& Z% R9 m. i5 u5 v/ _下次請附圖



歡迎光臨 Chip123 科技應用創新平台 (http://free.vireal.world/chip123_website/innoingbbs/) Powered by Discuz! X3.2