关于 Gain-boost 中零极点对的来源

在 gain-boost 结构运放电路中,gain-boost 辅助运放的 gbw 附近会产生一对零极点对(doublet),通常我们要将其放到系统带宽外,以避免其对建立时间的影响。这里试着来推导一下这个零极点对的来源。

下图中所示为基本的gain-boost结构,同过放大器的反馈作用固定cascode管的源极电压,提升输出的阻抗。这里考虑传输函数H(s)=Vo/Vi=gm1*Zout(s), 故此可以直接分析输出阻抗的频响。

基本的gain-boost结构
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关于 Gain-boost 中辅助运放结构的一点考虑

在 Gain-boost 结构运放的设计中,关于辅助运放的选择有各种的考量,其中基本的是其输入和输出要满足所设定的共模电压,这里试着对此做一些基本的分析

下图所示为基本的gain-boost放大器,其中主运放为telescopic结构,p-booster 和 n-booster 分别对p-cascode 和 n-cascode 的源端电压加以控制以提高主运放的输出阻抗

gain-boost放大器
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关于共模反馈环路稳定性的考虑

在全差分运放的设计中,通常共模反馈的环路会比主运放的级数要多,这时共模反馈环路中多个极点会影响环路的稳定性,这里试着对此问题做些分析.

下图是一个简单的两级全差分放大器,其中的cmfb部分利用两个VCVS得到输出信号的共模,再与输入的Vcmo比较得到cmfb的反馈控制信号。

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关于两级运放共模反馈接入点的考虑

全差分的放大器设计中需要考虑共模反馈,通常得到的反馈控制信号可以接到尾电流源或者负载电流源,这里我们试着对这两种接法的差异做一些分析

下图所示是一个完全反馈的全差分放大器,考虑理想的放大器特性以及共模反馈的作用,此时输入和输出电压都应该为设定的共模电压Vcmo

完全反馈的全差分放大器
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关于 Cascode Compensation

对于两级运放的频率补偿,除了一般的 nulling resistor 的 miller 补偿的方法,cascode 补偿也是一种常见的补偿方法,这里我们对此做一些介绍。

下图所示为基本的 cascode compensation 的示意,主要是利用了共栅的 cascode 管 M1 作为 current buffer 以除去通过 Cc 的前馈通路,从而消去系统的右半平面零点

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