版图对电路地影响-差分放大器一

深圳金百泽电子科技股份有限公司（）成立于1997年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的PCB设计、PCB快速制造、SMT加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话223版图对电路的影响—差分放大器(一）740)this.width=740"border=undefined>740)this.width=740"border=undefined>标准小信号模型将Rss视为电流源，输出电阻无穷大，平衡状态下的小信号差动增益Av=gmRd，单边输出增益减半。尾流源让共模电平对偏置电流的影响尽可能的小。理想差分放大器共模增益为零，共模抑制比无穷大。一、共模输入变化引起输出的变化电路对称Rd1=Rd2=RdVin1=Vin2gm1=gm2=gm,Vgs1=Vgs2=VgsVin1=Vin2=Vin=Vgs+2gmVgsRssVx=Vy=Vout=-gmVgsRdAvc=Vout/Vin=(-gm)Rd/(1+2gmRss)仅负载失配Rd11Rd2Vin1=Vin2=VinVgs1=Vgs2=Vgsbeta1=beat2=betagm=beta*(Vgs-Vth)gm1=gm2=gmVin=Vgs+2gmVgsRssVx=-gmVgsRd1Vy=-gmVgsRd2Vx-Vy=-gmVgs(Rd1-Rd2)Avc=(Vx-Vy)/Vin=(-gm)(Rd1-Rd2)/(1+2gmRss)仅晶体管失配beta11beta2gm11gm2Vgs1=Vgs2=VgsRd1=Rd2=RdVin1=Vin2=VinVin=Vgs+(gm1+gm2)VgsRssVx=-gm1VgsRdVy=-gm2VgsRdVx-Vy=-VgsRd(gm1-gm2)Avc=Vx-Vy/Vin=-Rd(gm1-gm2)/[1+(gm1+gm2)Rss]摘录自(1)：1、共模扰动频率的增加与尾流源并联的电容会使电流产生很大的变化(即使尾流源输出阻抗很大，在高频时也会变得很严重)2、电路不对称既来自负载电阻，也来自输入晶体管。通常后者产生的失配要大得多。由i=q/t,q=cv,f=1/t得到i=cvf，所以尾流部分的寄生电容与输入频率会影响到尾流源，进而影响到整个差动电路的性能。740)this.width=740"border=undefined>C=Eox*Area/Tox,很容易看出面积越大电容也越大。以W/L=100/1的晶体管为例，画成finger=1时，diff_area_f1=100*(1.5*2+1)=400,all_area_f1=400+(0.5*4*2)=404；当finger=2时，diff_area_f2=50*(1.5*3+1*2)=325,all_area_f2=325+(0.5*6.5*2)=331.5。每次减小重合部分的面积。设MOS宽度为W,重合部分宽度为ds，channel长度为g，gate出diff为cap，finger数目为n，有(W/n+2*cap)(n*ds+ds+n*g)>=(W+2*cap)(2*ds+g)，得出当n>=W*ds/[2*cap*(g+ds)]时，finger=n的整体面积大于finger=1的面积。如果ds=x*cap,g=y*cap则n=[W/(2*cap)]*[x/(x+y)]，finger=n如果y=z*x，其中z=g/d，则n=W/[2*(1+z)*cap]，将(1+z)*cap作为一个整体k，则n=(W/2)*(1/k)，k=(1+g/ds)*cap上式可知k越小，n越大，也就是k越小画成多个finger的形式越合算。更直观讲就是栅宽度过大于源漏极的宽度，或者栅超出有源区很大值时，画成finger态就不太经济了。以图例的值计算结果n=60，当然拆分来画，还是要是电路的性能作为最终的依据。这里建议取n为偶数根source端在两边，drain端在中间，注意（以图为例）水平宽度与垂直高度相对比例。尾流源器件目的是提供稳定的电流，其实可以是镜像电流源的一部分，所以画法已经在上次讨论过了。不过考虑与另一晶体管相距较远，应以metal作为连线。740)this.width=740"border=undefined>晶体管失配会造成很大的影响，为保持晶体管的匹配通常的做法有，中心对称和质心对称（交叉对称）法，这些可以运用在制程偏差很大的项目中。在先进的工艺里，这方面的所占的比重在逐步下降，甚至可以忽略，在种情况下的匹配就是将晶体管尽量靠近，比如共用。二、差模输入变化引起输出的变化电路对称：Rd1=Rd2=RdVgs1=Vgs2=Vgsgm1=gm2=gmVx=-VyVx-Vy=2VxVx=-gmVgsRdVin1=-Vin2Vin1-Vin2=2Vin1Vin1=Vgs+2gmVgsRssAvd=(Vx-Vy)/(Vin1-Vin2)=Vx/Vin1=(-gm)Rd/(1+2gmRss)仅负载失配Rd11Rd2Vgs1=Vgs2=Vgsgm1=gm2=gmVx=-gmVgsRd1Vy=gmVgsRd2Vx-Vy=-gmVgs(Rd1+Rd2)Vin1=-Vin2Vin1-Vin2=2Vin1Vin1=Vgs+2gmVgsRssAvd=(Vx-Vy)/2Vin=(-gm)[(Rd1+Rd2)/2]/(1+2gmRss)仅晶体管失配beta11beta2gm11gm2Vgs11Vgs2Vin1=-Vin2Vin1-Vin2=2Vin1Vin1-Vgs1=Vin2-Vgs22Vin1=Vgs1-Vgs2Vin1=Vgs1+(gm1Vgs1+gm2Vgs2)RssVin2=Vgs2+(gm1Vgs1+gm2Vgs2)RssVin1=-Vin2Vgs2=-Vgs1(1+2gm1Rss)/(1+2gm2Rss)Vx=-gm1Vgs1RdVy=-gm2Vgs2RdVx-Vy=-Vgs1Rd(gm1+gm2+4gm1gm2Rss)/(1+2gm2Rss)2Vin1=2Vgs1(1+gm1Rss+gm2Rss)/(1+2gm2Rss)Avd=(Vx-Vy)/(Vin1-Vin2)=(Vx-Vy)/2Vin1Avd=(-Rd/2)(gm1+gm2+4gm1gm2Rss)/(1+gm1Rss+gm2Rss)三、视Rss为电流源时，(Vx-Vy)/Vin1dutovin1=(-Rd1)/[(1/gm1)+(1/gm2)]-Rd2/[(1/gm2)+(1/gm1)](Vx-Vy)/Vin2dutovin2=(Rd2)/[(1/gm2)+(1/gm1)]-(-Rd1)/[(1/gm1)+(1/gm2)]Avd=(Vx-Vy)/(Vin1-Vin2)=-(Rd1+Rd2)/[(1/gm1)+(1/gm2)]如果Rd1=Rd2=Rd，gm1=gm2=gm，则Avd=-gmRd如果Rd1=Rd2=Rd，gm2=2gm1=gm，则Avd=(-4/3)gmRd这些资料还没有整理完，因为拖得太久就