运放虚短的问题(GRAY书中的疑问)
又请论坛里的各位高手解答问题了,请麻烦看看。如图
是GRAY一书中的一个电路,这个一级运放有很高的增益,因为2个辅助放大器使M3A,M4A,M1A的漏极虚短约等于2个各自的偏置电压。但我不明白的是,虚短的条件不是要求放大器增益无限大吗?但下图是2辅助放大器的结构
,这一类的放大器的能产生的增益不是就1,2百多点吗?在这么低的增益下,怎么能它们的正负输入端虚短?可以请各位前辈给我解析一下吗?之前也遇到很多这样的问题了,谢谢
虚短虚断本身就是近似。实际中放大器增益没有无限大的。
一百多的放大倍数,在接上负反馈以后,两个输入端电压之差大概也就mV级。大概这里忽略了。
你的意思是:电路中的负反馈环路没画出来?
发现小编应该没有很好的立即虚短路的概念啊,在有一定增益放大器在负反馈中就几乎虚短路了,图2中的放大器如果是0.13um工艺下,用0.13um的管子,他的放大倍数大概是0.5*(gm*ro)*(gm*ro)=200以上。该放大器在图一中都是接成了负反馈的形式,自然可以认为虚短路了。
1V/200=5mv,如果正负端相差5mv,我们当然认为他们短路了
这是我仿真出来的结果
估计是你Vbias2的值给的不合理哈
VBIAS2我一开始给的是1.5,刚刚仿真了一下,1.6会好点,但输入电压差还是有0.23多。
电源电压是3伏的
你这个仿真结果并不能说明虚短的概念不成立,因为现在你的OP的gain还不到10,虚短自然就不成立了,当gain>200时,在feedback情况下,两个input自然就基本上是相同的(当然也仅仅是基本上相同,不可能真正的一样),我觉得你现在还是看一下你的电路,是不是所有的mos都是在饱和区,不然gain不可能这么低
佩服小编求知的精神。
方便的话,小编试试看:VBias2=VDD-Von; 如果Von=0.2V,VBias2=2.8V;
M22不会工作在饱和区,而是线性电阻区;不过增益也应该够了。
谢谢楼上各位的解答,的确我仿真的时候负输入端的晶体管(NM5,NM6)是不饱和的,但我不明白的是,我单单仿真A1,A2的时候是全部晶体管都饱和的,但为什么接到总电路上就会出现不饱和呢?
这是我用DC分析画的图,X变量是VBIAS2(正输入端),Y变量就是负端了[attach]523271[/attach],在图上我基本找不到电压相同的那个点啊。其实我在想是我的长宽设置有问题。但最想知道的还是为什么本来仿真好的A1,接入一个输出是无限大的电路里后,增益倍数会下降了,我之前在做带隙基准源的时候也遇到这种情况了。请大家帮帮忙解答一下吧
上面的图不见了,补上
假设M4的漏电压定为2.8V,M4a的栅电压为1.9V,M22的栅2.8V, 漏1.9V,为了M22不工作在线性电阻区,M22,M21前面再加一级跟随器做电平移位,把M22的栅电压降下来,保证M22工作在饱和区。这时放大器同相反相电压差应该在十毫伏或更低。
再看看Gray的书,A1的M22会工作在线性区,因此加个电平移位电路,保证M22工作在饱和区。
所以现在这个才是我应该真正使用的A1?对吧?
还有我想知道,大神你是怎么看出如果单单按书上的电路连接,2个输入晶体管一定会是在线性区的呢?可以分析一下吗?
我看了一下我仿真的结果,跟你说假定的2.8和1.9相差的差值很相似(我的是2.3和1.3),你怎么分析的?太厉害了
大神是Gray;Gray的书上讲得很清楚了,俺就再转述一遍。M4作为电流镜的输出端口,为了保证摆幅,希望它的漏电压要高,又要工作在饱和区,一般Von=Vgs-Vth,取电源电压的5%(具体值和你的设计有关);M4的漏电压是Vdd-Vonp,M4A也要工作在饱和区,其栅电压是Vdd-Vonp-Vonp-Vthp(P管阈值的绝对值);这么看过去,M4A的源是M22的栅,M4A的栅是M22的漏;M4A要工作,其栅极电压比源极至少低一个阈值电压;意味着M22的漏比M22的栅低一个阈值电压,如果N管,P管的阈值电压绝对值基本相等,那么M22工作在线性电阻区。啰嗦这么多,画图把M22和M4A放一起就一望而知了。因此需要电平移位电路把M22的栅电压降下来,保证M22的饱和区工作。
3V的电源电压Von=3-2.3=0.7V, 太高了;Von取电源电压的5%左右吧。
仅供参考。
好的,谢谢,试过了,问题解决了!
都其实是大神,哈哈
东西感谢分享~
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