IBIAS Design Note.doc

IBIAS一、电路功能描述IBIAS模块的作用是通过一个反馈环产生一个基准电流，并将这个电流通过不同比例的电流镜输出至其他模块作为偏置电流。二、实际电路图图1 IBIAS模块电路图图2子模块IBIAS_OP电路图图3子模块IBIAS_TRIM电路图三、输入、输出信号线的功能描述1输入信号VSUP:低压模块电源VSSA：地电位V_IB：VREF_REG模块校正后输出至IBIAS模块的电压TRIM_IB1: 修调控制信号，若为1，则增大8个步长TRIM_IB2：修调控制信号，若为1，则增大4个步长TRIM_IB3：修调控制信号，若为1，则增大2个步长TRIM_IB4：修调控制信号，若为1，则增大1个步长TRIM_IB5：修调控制信号，若为1，则减小16个步长2输出信号IB_TRIM1:输出到TRIM模块的偏置电流IB_TRIM2:输出到TRIM模块的偏置电流IB_GD:输出到GATE_DRIVER模块的偏置电流IB_MUL1:输出到MULTIPLIER模块的偏置电流IB_MUL2: 输出到MULTIPLIER模块的偏置电流IB_CS:输出到CS模块的偏置电流IB_TON1:输出到LOGIC模块的偏置电流IB_TON2：输出到LOGIC模块的偏置电流IB_RES：输出到LOGIC模块的偏置电流IB_ZC:输出到ZCD_CLAMP模块的偏置电流IB_OV1:输出到OVP模块的偏置电流IB_OV2：输出到OVP模块的偏置电流IB_EA:输出到EA模块的偏置电流四输入、输出信号线的逻辑关系图图4 输入、输出信号线的逻辑关系图五、等效架构图图5 IBIAS等效架构图图6子模块IBIAS_OP等效架构图图7子模块IBIAS_TRIM等效架构图六等效架构图原理分析1.IBIAS模块等效架构图:如图5，包括电流产生以及修调与镜像输出偏置电流。MOS管源极输出反馈回前级放大器OP的反相输入端，由于负反馈的存在，前级放大器OP两个输入端的电压大小是相等的。即 则流过电阻的电流大小为： 这个电流经过电流镜P1、P5和P1、P7和P1、P9镜像，其中P9的漏电流经过IBIAS_TRIM修调后与P5、P7的电流相加流入LE14。最后再由电流镜镜像输出。2. IBIAS_OP的等效架构：由电流源IDC提供稳定的偏置电流，P2镜像P1的电流为差分对提供尾电流源，单端输出到N3，最后从LE6输出。其电压增益3IBIAS_TRIM结构：IDC提供直流偏置，由TRIM_IB通过反相器来控制MOS管通断，进而来控制LE14电流的输出大小。七实际电路图原理分析 1.对于IBIAS模块的实际电路由IBIAS_OP与NMOS、电阻R构成偏置电流I=。由电流镜偏执输出此电流，并通过IBIAS_TRIM模块来调控输出电流的大小。最后再通过电流镜将此电流输出。2IBIAS_OP子模块：其偏置是通过电流镜来给差分对供给尾电流。其低频增益计算与等效架构图的计算一致。在N3的栅漏端并了一个电容C及一个电阻R，用来给放大器进行补偿。第一级的放大器输出电阻： (1)首先计算放大器的极点，相比于前级放大器输出电阻来说很小，可以忽略。电容在栅极的密勒等效电容为： (2)在其漏极的密勒等效电容为： (3)故其主极点为： (4)第二极点为： (5)将LE6接地，且没有电流通过LE6流入地，在此点应用KCL: (6)可得到零点为： (7)由于二级放大器输出接源极跟随器，由源极跟随器的输出反馈回放大器的反相输入端，则整个反馈环的环路增益为： (8)3IBIAS_TRIM子模块：类似于等效架构图，有LE11提供输入偏置电流，由电流镜镜像输出。TRIM_IB1-TRIM_IB5分别控制一个NMOS的通断来控制LE14的输出电流大小。IB1/2/3/4/500001000110010100111010010101101101步长/变化率0/60%1/62.5%2/65%3/67.5%4/70%5/72.5%6/75%IB1/2/3/4/501111100011001110101101111100111011步长/变化率7/77.5%8/80%9/82.5%10/85%11/87.5%12/90%13/92.5%IB1/2/3/4/511101111110000000010001000011001000步长/变化率14/95%15/97.5%16/100%17/102.5%18/105%19/107.5%20/110%IB1/2/3/4/501010011000111010000100101010010110步长/变化率21/112.5%22/115%23/117.5%24/120%25/122.5%26/125%27/127.5%IB1/2/3/4/511000110101110011110步长/变化率28/130%29/132.5%30/135%31/137.5%表1修表信号与步长、变化率关系表1step()： (9)当一颗芯片制造出来时，其修调的熔丝全部连接于地的，反映在IBI