关于小信号输出阻抗的模拟仿真技术

测一个cascode的输出阻抗,直接在源端加直流电压源AC=1,然后让直接AC仿真,最后用电压除以电流,得出输出阻抗。一切需要求Rout的电路也可以通过加vcvs实现,得到它的输出阻抗。

前几天看到自己之前计算的design error budget,其中有关于Rout的具体要求和mismatch的最大值。一想到马上要面临的design review,顿时打了个激灵,吓得跑去乖乖跑了一下仿真。

(一)Rout

一个简单的cascode(或者一切需要求Rout的电路),如何得到它的输出阻抗呢?

先扔出一个cadence的schema  TI c:

 关于小信号输出阻抗的模拟仿真技术_设计制作_模拟技术

(抱歉!为了能够plot电流,我放了不少dc=0的vdc,比如V4,V5,V7.。。.。不知道为何直接plot那些transistor的电流,都不可以……如果大家有好的方法,请务必指教!)

VDD=1.2V。最上面两排的pmos被两个固定的电压源bias。

因为我的cascode是拿来bias BJT的,所以前两路下面都是BJT(为什么要放两个一样的branch?那个……因为我还有mismatch要跑)。最右边的一路,有些特别。

最右边的最下面是一个vcvs(还是analogLib那个libaray里面的)。之所以没有直接加BJT,是担心BJT的等效电阻破坏了这个求cascode Rout的支路。所以,我就只用了vcvs作为固定的DC偏置电压。(其实再想想,直接用BJT也是可以的,关键在于上面的一个理想电感,数值越大越理想)。当时没想太多,所以就自作主张用了vcvs……

求解小信号都需要跑AC simula  TI on,V=I*R,R=V/I

为了简便,我就在最右边加上了idc。这个idc的DC 是0,但是AC是1。因此,我需要得到的Rout就直接是被highlight的那条线的AC电压了。

嗯,那就来跑个AC看看吧!

 关于小信号输出阻抗的模拟仿真技术_设计制作_模拟技术

呼呼!长得蛮像opamp的AC曲线呢!

DC的时候,居然有32.8341GV,也就是说,Rout是32.8341GOhm。哇!真的很大呢!

对比一下手算的结果:P2的gds是2.386n,P3的gm是2.972u,gds是45.06n,所以粗略的计算,DC的Rout应该是gm3/(gds2*gds3),也就是27.64GOhm。

嗯,总的来说,差别不是很大,毕竟实际的公式没有这么粗略啦!

然后,因为我的电路工作时,会有一个100KHz的sampling clock,我就特地标注了一下100KHz时候的数值,是1.8836GOhm。

之后,习惯折腾的本人,改变了一下P3的W和L。刚刚是1u/500n,我把它改成了2u/1u,然后重新跑了一遍,得到了新的结果:

 关于小信号输出阻抗的模拟仿真技术_设计制作_模拟技术

P2的gds变化不大,P3的gm是2.918u,gds是12.32n。

对比一下上面的结果,变化最显著的是gds3,明显小了很多。因此,DC的Rout也变大成了96.4683GOhm。

嗯,意料之中啊!短沟道效应。

等等!100KHz时,怎么变小了?从1.8836GOhm变成了1.18324GOhm……这也太……

寄生的cap增大了,所以下降的频率被提前了。看来,若是结构不变,想要大的DC gain,还是要付出一些额外的代价啊!

为了验证自己的想法,作者君继续调了P3到4u/2u,得到了下面的波形:

 关于小信号输出阻抗的模拟仿真技术_设计制作_模拟技术

不出所料,DC的Rout也变大成了152.915GOhm。100KHz对应的Rout也变小成了573.243MOhm。

64
197
0
74

相关资讯

  1. 1、王珞丹首次提名金鸡奖电影《搜索》菜鸟再逆袭4064
  2. 2、科恩兄弟西部片《巴斯特民谣》终极预告,6个独立短片组成1345
  3. 3、2013年“金球奖”提名日期确定明年1月颁奖961
  4. 4、女性抗战剧被斥为穿越剧:来打战还是来走秀?3346
  5. 5、龚俊老剧新播,《指尖少年》有哪些看点?又土又上头1672
  6. 6、利用选举日档期狼叔的《领先者》将提前一天上映4167
  7. 7、《金粉世家》中毫无城府金燕西,《天盛长歌》中变身玩宫心计高手4620
  8. 8、男性荷尔蒙爆发的电影,多少人的回忆,比《古惑仔》厉害!2259
  9. 9、《风起洛阳》预告来袭,王一博眼神狠厉,特邀主演一开口即大片3010
  10. 10、吴京为拍《战狼3》,三顾茅庐请他出山,他除给成龙面子就是吴京3725
全部评论(0)
我也有话说
0
收藏
点赞
顶部