CMOS运放的设计和几何规划优化方法研究(5)

CMOS运放的设计和几何规划优化方法研究

（3） 镜像极点

ω

=pmirror

gC+C+C

gs3

gs4

m3db1

+Cdb3+Cgd1

≈

g2C

m3gs3

≈T 2

该极点是第三极点

（4） 寄生极点

该极点存在与Cc与M14消除正向零点的回路中。

ωp4=

1

RC

on14

1

其中C1=Cgs6+Cgd4+Cdb2+Cdb4+Cgd2

密勒电容Cc实现了对放大器的频率补偿，但同时由于有了通过Cc的正馈通路，因而产生了一个位于右半平面的零点ωz=

gC

m6C

，该零点将引入负的相位平移，使得相位裕量减小，

运放的稳定性变差。

为了消除该零点对相位的影响，可以引入一个工作在线形区的M14管，作为一个电阻与Cc共同构成反馈回路。串联上这个电阻之后，引入的零点将会移动，即ωz≈

1

1

on14 gCC Rm6

可见，Ron14值的选取将会决定这个正馈零点被搬移到的位置。这时候一般可以采用对M14的两种取值方法来解决这个问题。

第一种方法，即参考资料[2]、[3]中采用的方法是取Ron14=gm6，这样ωz将被推到无穷远处，自然就不会对相位产生什么影响。

第二种方法，也是我认为更好的一种方法。是利用这个零点可以被搬移的特点，将该正馈零点从右半平面搬移到对相位没有影响的左半平面，且选取M14的适当值，使得该零点刚好位于第一非主极点的位置。这样，不仅可以消除该零点对相位裕量的影响，还可以抵消掉第一非主极点对相位的影响，从而减轻了相位裕量对设计指标的限制，进而可以增大单位增益带宽，提高运放的性能。 那么M14的尺寸选取是如何确定的呢？

∵ωz≈

1

Cg

C

1

1m6

Ron14

而该运放的第一非主极点位于左半平面，且ωp≈

1

1m6

g

m6L

C

，

∴ 可以令

Cg

C

Ron14

=

g

m6L

Ron14≈L

CC

+C

m6