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补偿电阻对ota零极点的影响

2023-07-24 23:38 作者:cyuanfeng  | 我要投稿


fig1.电阻补偿OTA

本文内容主要是关于该补偿电阻对零极点产生的影响。

1.极点

该补偿电阻并不会影响在输出端的主极点,受影响的主要是镜像极点。

这里我们可以先单看电流镜部分,这个补偿电阻的作用在于将极点推向原来的两倍,从而达到增加带宽的目的[1]。


fig2.带宽宽了

看起来像是这个电阻把一个Cgs给抵消掉了,最后是不是零点和镜像极点都被推到了原来的两倍呢?我们继续往下看。

关于完整的零极点推导见最后一节。

2.零点

2.1法一

这里可以取点巧嘿嘿,实际上加了这个电阻的二极管连接mos管的等效阻抗还是1/gm,只是Ce相当于变为原来的1/2(这里主要考虑Cgs,直觉比较好的人应该已经想到了,这个电阻会使得镜像极点和零点都变为原来的两倍)。那么直接可以套Razavi书上P202的结果,从而求得两个极点和一零点的位置。

fig3.原来你没变



2.2法二

这里我想用另外一种方式推导下零点,通过小信号电流的方式更直观的理解这个电流镜结构产生的零点。

该思路参考自eetop上一位名叫JoyShockley的大佬,原帖见资料2。

当频率到达零点时,系统输出为零,也就是Iout=0。顺着这个思路往下走,可以求得零点。

fig4.small signal flow


3.传输函数

有的时候如果不能直觉似地看懂电路(换句话讲功力未到),那就老老实实地推导小信号,说不定推着推着你就看明白了。

说不定还会发现书上的错误呢。比如中文版的式子(6.91)的分子就少了一项,但英文版的是对的,也难怪当时我推的时候总感觉书上公式的分子量纲不对。

fig5.你很怪

fig6.推导一
fig7.推导二
fig8.推导三


参考资料:

1.A novel high speed current mirror compensation technique and application ,ThartFah Voo and Chris Toumazou

2.bbs.eetop.cn/thread-423

3.Design of Analog CMOS Integrated Circuits, Behzad Razavi


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