電路設(shè)計：折疊式共源共柵兩級放大器-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-04-18
整體電路
要求 1GHz，80dB，相位裕度60°.
基本滿足上述要求，功耗是1.8v*2.2mA。
偏置電路
偏置電路整體設(shè)計的比較簡單。
為什么在偏置bias2，3要使用兩個MOS管串聯(lián)的方式？
原因是：這樣鏈接考慮到了原電路中間兩層的襯偏效應(yīng)，可以更好匹配原電路。里面那層保持與原管子尺寸相同，外面的W變?yōu)樵瓉?/5即可。
用一個管子也行，不過可能需要多次調(diào)解。
電流源給的是20微安。在偏執(zhí)時，將偏置對應(yīng)的管子W縮小十倍，這樣可以減少偏置的功耗，但相應(yīng)的精度會有所下降。
放大部分
建議
中間兩層管子L=0.3um，其余放大電路管子L=0.2um。這樣做是因為考慮到共源共柵電路的放大倍數(shù)很大，即使選擇L很小依然滿足放大要求。而且這樣一來可以盡可能的減小Rout而使gm增大。gm越大帶寬也越大。
這共源共柵的電流并不是越大越好，我最早使用輸入管600mA，右邊500mA。不管是放大還是帶寬都沒有現(xiàn)在左邊300mA，右邊200mA效果好。
使共源共柵最上面（第一層）的管子的gm/id處于8-10效果不錯，其余的帶寬相位只能取其一。第二層，第三層是gm/id為10，最下面一層是gm/id取11。
輸入管gm/id取得是15，這樣一來面積會變大，后續(xù)可以適當(dāng)減小。
這里建議第一層的gm/id取得小一點，這樣一來其Vgs會變大，使第二級的放大管gn/id變小，效果也挺好的。第二季放大管的gm/id千萬不要太大。
第二級電流也不是越大越好，慎重選擇，我的是1mA.
中間兩層使用的是L=0.3um這是因為之前增益不太夠，而且在L=0.2um時增大gm/id到15依然不夠看，只能增大L。但是隨之而來的是帶寬和相位裕度減小不少。（之前用0.2um的時候帶寬1.5GHz，相位裕度65°，但是增益才71dB不夠看）。
調(diào)試過程
1. 輸入管使用gm/id設(shè)計即可。
2. 中間的共源共柵要先確定兩條支路電流，然后根據(jù)gm/id調(diào)整尺寸大小。
3. 調(diào)整偏置電路中bias4的 寬長比。當(dāng)尾管電流過低，增大bias4中N管W/L；過高則調(diào)低bias4中N管的W/L。一般按照最前面的要求設(shè)計，這個時候只需要調(diào)整Bias4即可使四層管子處于飽和，但是如果管子不處于飽和區(qū)。調(diào)整bias2，3外面管子的寬長比可以改變共源共柵管子的Vds，特別是中間兩級。
4.觀察第四層管子的Vgs，然后在gm/id與Vgs的圖像中選擇合適的L與gm/id。如果不加這一步第二級盲目設(shè)計會使第二級中有個管子不飽和的情況發(fā)生，嚴(yán)重影響增益。
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