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[转]几道analog面试题.doc

[转]几道analog面试题

yufei
2018-09-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《[转]几道analog面试题doc》,可适用于IT/计算机领域

来自:http:wwweetopcnbbsviewthreadphptid=extra=page=转几道analog面试题转几道analog面试题都是些纯技术的问题关于opamp的。比较三种结构:astageopamp(activeload,classAoutputstage)btelescopicopampfoldedcascodeopamp。三者各有什么优缺点。设计普通的stageopamp是第一级还是第二级的gain比较的大?为什么?普通的stageopamp,如果没有任何freqcompensation,那么那个是dominantpole哪个是secondarypole。请解释为什么会是这样(就是说你要是说第一级输出是dominant那么好解释一下为什么它是dominant反之亦然。)Millercompensation一般是怎么work的?通过Millercompensation,原先的dominantpole现在怎么样?secondarypole现在怎么样?为什么会出现这样的情况(我们都知道Miller是polesplitting,让低频的pole更低让高频率的更高。你要回答的是为什么会这样?不是单单从公式的角度)?Noise对于一个inputpair来说是PMOSorNMOS的noise更好请解释主要是什么东西引起的。如果降低noisegm需要减少还是增加?offset对于一个普通的stageopamp有哪些offset(inputdiffpair,outputoftheststage,etc),在这些offset中哪些是有major影响的它们各自的影响分别是什么magicdogstageopampneedcompensation,buthasbestswing,worstpowertelescopichaslowestpower,worstswing,butcannotshortoutputtoinputfoldedcascodeusesmorepowerthantelescopic,alittlebetterswing,canshortoutputtoinput,betterinputcommonmoderangestage>stageforlownoisestage(iftheCLisinthepFrange,themillereffectcanbeignored)thecapseenfrominputisamplifiedto  (A)*CgdMillercompensationmakesdominantpolelowerandsecondarypolehigherifthedifference  intheNwell,fnoiseofMOSFETcanbewrittenas:Vg^=K(W*L*Cox*f)  ForPMOS,KfactorissmallerthanthatofNMOSfuyibin这些答案其实在拉扎维的书上都可以找到哎,当年灿叔上课的时候没有好好的听,认真的学现在想来,追悔莫及啊magicdog回答的很好,令人佩服补充一点个人的观点:第问:主极点内移是由于MILLEREFFECT,第二极点外移是因为MILLER电容和输出管形成了一条高频通路,在高频时降低了输出节点的阻抗,当然极点也会相应的往高频方向移动!第问:f噪声主要是MOS管栅氧化层与沟道(硅)的界面处的悬挂键,以及杂质掺杂离子等引起的,记得以前做MOSCV实验画低频高频曲线,就是奇怪诡异的曲线产生,PMOS由于是Buriedchannel,而且it'scarrierisholeinsteadofelectron,所以噪声会小一点吧(也许是因为空穴有效质量比电子大一点吧,不易被干扰,这是我猜的)第问:我觉得OFFSET失调电压主要是由于输入管的Vth失调导致的,一般MOS的Vos在几十uV很正常,还有就是可能电流镜的误差,器件的失配,干扰源的位置等等,反正Layout时要对称对称再对称!marcuspanOffsetIthinkitmeansDCoffsetIftheopampgainisfairlylarge,thanatinyoffsetatinputwillcausetheoutputtobesaturatedAndsupposeitisatwostageopamp,theoffsetattheoutputofthefirststagewillalsosaturatethesecondstageinputIfopamphasdifferentialoutput,acommonmodefeedbackcircuitisneededtoprovideastableDCoperationpointpolskyoffset对于一个普通的stageopamp有哪些offset(inputdiffpair)outputoftheststage,etc),在这些offset中哪些是有major影响的它们各自的影响分别是什么谢谢上楼的回答,但在这些offset中那些是主要的影响,每一种offset怎么解决呀谢谢!magicdogoffset主要来自个方面,"systemoffset"ThecurrentsourceisnotaidealsourceIt'sinnerresisterisnotinfinite!!  ,offsetfrommatching取决于layout了pzhangosuOnemoreaddition:inPMOSmobilityfluctuationduetocarrierinteractionswithlatticefluctuationismoredominantthancarrierfluctuationinNMOSbutthiseffectismuchinsignificant,whichleadstolessflickernoiseinPMOS  ofcourse,ifPMOSisburiedchanneldevice,flickernoiseismoredramaticallyreducedjjh第二题根据推导级联放大器的噪声系数主要由前级决定第一级应使用高增益低噪声的电路。搞清楚噪声系数与噪声指数睡貓usephysicviewopinttointerpretatemillereffect:becausethemilliercapoutputnodeexperienceanegativeA*delta(Vin)Itmeansthecap  willextract  morecurrentCc*(A)*delta(Vin)thanCc*delta(Vin)forinputnodeThat'swhytheeffectcapisCc(A)lovexxnu比较简单主要是增益功耗摆幅频率特性和电压裕度的区别2.感觉应该是第二级增益较大因为第一级设计中输入是外部信号需要更多的考虑噪声ofset共模抑制等的影响  由于输出是电压第二级设计中要求输出阻抗较大所以增益一般会较大(做buffer改善摆率等的不算)    NF是主要由第一级决定但不能通过简单的增大增益改善NF3比较简单书上都有4根据电容两端电压变化解释NMOS的噪声差因为载流子为电子热噪声较大 降低noise应当增大gm, 因为沟道噪声一般为主导折算到输入端应除以gm(对于栅端输入有电阻等的话除外)6.对题目理解不清个人认为是指layout中产生的offset,  主要是输入对电流镜等的offset吧看这个帖子回了这么多也没人放个答案就随便写了一个上面纯属个人观点题目没有了应用环境很多就没有了统一答案不对的请高人指教zhangbangzhuoffset对于一个普通的stageopamp有哪些offset,在这些offset中哪些是有major影响的它们各自的影响分别是什么对于MOS有个因素:Vt不匹配:包括差分输入的Vtdp,和有源负载VtmirWL不匹配,包括差分输入的(WL)dp,和有源负载(WL)mirVos=ΔVtdpVovdp*ΔVtmir(Vovmir)(WL)mir(WL)dp其中Vovmir=VgsmirVtmir,是有源负载的有效过载电压Vovdp=VgsdpVtdp,是差分对管的有效过载电压(WL)dp是有差分对管的WL不匹配百分率(WL)mir是有源负载的WL不匹配百分率对于BJT有个因素:ΔIs:饱和电流的不匹配,和Layout的匹配及工艺相关βmir:有源负载有限的电流放大能力,和工艺有关Vos=VT*(ΔIsmirΔIsdpβmir)其中ΔIsmir:有源负载的不匹配造成ΔIsdp:差分对管的不匹配造成βmir:有源负载的BJT的β有限,使得两边的电流不匹配造成leslie好几道noise的题目noise在实际产品中设计时非常重要?上课时老师把这章都直接跳过了MostlyitistrueFormedicalelectronics,theyaskforbitdynamicrangeIftheouputrangeisV,thenthetotalnoisehavetobeaslowasuvintercon我的解答(第三题没想好)希望大家拍砖a有源负载是最基本的电路优点和缺点都不明显b套筒式的增益较大但余度小输入出难以短路c折叠式改善了余度但需要加偏置功耗大第一级获得高增益(多用共源共栅)第二级获得大的摆幅若反之则输出摆幅受限制在A的输入端并一个大电容(Av)Cc到地故P下降电容Cc在高频的容抗变小使与其并联的其他负载电阻可被忽略RL下降故P上升PMOS的K小于NMOS由于闪烁噪声PMOS更适合做输入管输入噪声电压反比与跨导提高跨导可改善之失调电压见Razavi,应通过减小尾电流或加大宽长比来减小过驱动电压来改善另外要使版图对称努力减小  负载和宽长比方面的不对称Lovexxnu比较简单主要是增益功耗摆幅频率特性和电压裕度的区别2.感觉应该是第二级增益较大因为第一级设计中输入是外部信号需要更多的考虑噪声ofset共模抑制等的影响  由于输出是电压第二级设lianlianmaoOffsetvoltagecauses:•Smalldifferencesinthesizeoftheinputstagetransistors•Differencesinthedopingoftheinputstagetransistors•Differencesinthethicknessofthebasediffusionoftheinputstagetransistors•Currentmirrorinaccuracies•Resistormismatch•Packagingmountingstress•Dynamicconsiderations:Thermalandlightandradiation•Circuitsaren’tperfect(despitethoseICdesigner’segos)Howtoreduceoffset?•Tweakandadjusttheinputstage•Tweakandadjustlaterstages•Tweakandadjusttheoutputduling第三题我认为还与负载电容的大小有关吧,如果接一个PF的负载电容,那第二级的输出极点肯定是主极点了,如果负载电容比较小,那么第一级的输出极点更有可能是主极点lonemy第二题关于两级增益的问题我发表一下意见。如果两级都不采用cascode那么从稳定性的角度考虑第二级的gm肯定要比第一级大所以增益很有可能是第二级超过第一级。至于噪声我个人认为主要还是要从补偿电容大小的角度来考虑。babbagetherearekindofoffset:loopoffset,systemoffsetandrandomoffsetInthis,randomoffsetismajor,manymaterialstudythisSosomesimplewordishardtoexplainthisIfyouwanttobeonegooddesigner,ushouldstudythiscarefullyandconsiderthiswhenyoudesignonedifferialpairDistanceHeForthesakeofstability,thegmofsecondstageisalwayslargerthanfirststage,usuallytimeslargerTogetaPMofdegree(noovershootinfrequencydomain,onlyalittleovershootintimedomainbutbettersettlingtimeperformance),weneedfnd=GBWIfyoucalculate,youwillgetsuchexpression:gmgm=ClCcCcisusuallytimessmallerthanCcThengmislargerthangmSansentoldusinclassthatwhenyoudesignanOTA,increasingthecurrentinthesecondstagewillalwayssolvetheproblem,butatthecostofpowerYoucanreferencethebook"Analogdesignessentials"byWillySansen,heintroducethedesignofOTAinchapter,,PMOShasbetterperformanceinnoiseButusePMOSastheinputwillintroducedoubletproblemYouwillfindpolesandzerostooclosetoeachotherwhichwillaffectyourtimedomainapplicaioninsettlingtimealotFurthermore,fTofPMOSislowerthanNMOS,whichwilllowerthespeedofyourcircuit沧海濯缨thefirststagehaslargergainforlessnoiseandoffset,andthesecondstagehaslargercurrentforbetterdrivingcapability,currentup>gaindownitdependsonCLmobiityofhole<thatofelectron,depletionPMOSisthebest,sincethechannelismuchdeepermissmatchofinputpair,missmatchoftheactiveloadandthesystematicoffsetalltheoffsetcanbeequivalenttotheinputoffset,ofwhichthesystematicoffsetcanbesolvedbycircuitdesign,andtheothertwocanonlybereducedbygoodlayoutmatchzhongbo个人觉得还是allen的书比较好一点。因为艾伦搞设计的,很难看明白但是看董了以后受益无穷ra这伊朗人写书写论文还行做东西工业界的人都不信任的。如果大家好好看allen的书这些都是小问题。另外一个闪烁噪声貌似nmos和pmos差不多关于迁移率引起的闪烁噪声的区别只是理论上的但是这种区别貌似还没有观察到呵呵。模头miller补偿的极点分离问题在于闭环可以牺牲增益提高带宽yyttIthinkforquestionThegainforstageislagerbecauseweneedtopushthenondominantpoletoGBW*withlargergmgdhp原帖由DistanceHe于:发表Forthesakeofstability,thegmofsecondstageisalwayslargerthanfirststage,usuallytimeslargerTogetaPMofdegree(noovershootinfrequencydomain,onlyalittleovershootintiIhaveapuzzleWhyusethePMOSinputwillintroducethedoubletCanyouexplainitMradams关于noisepmos比nmos小我的理解是因为迁移率低的原因。如果我们考虑depletionnmos的话它的noise比pmos更小这个原因是什么?是不是因为沟道的形成会使表面界面态得到屏蔽?luxiaohongpmos噪声低应该和做在阱里有关luxiaohong对匹配来说电流镜来说过驱动电压大些差分对过驱动电压小些所以降低offset也要降低差分对过驱动电压xhmvNoise对于一个inputpair来说如果降低noisegm需要减少还是增加答:forinputdifferentialpair,byincreasinggmtolowernoiseForacurrentmirror,bydecreasinggmtolowernoisekongguyouke表一下和楼只想对第二题发个意见有些说第一级增益大于第二级的设计过电路没?gm一般是gm的到倍一般第一级增益三十几个db而两级放大的总增益上db的很多自己算算哪级的增益高一帮人异想天开。。。没设计过电路的不要瞎误导ffwolf运放的两级增益分配是否应该看具体的应用要求来确定呢。kongguyouke关于一级增益和二级增益比较之前的回复是我没想清楚。。。根据sansengm=~gmav=gm*ro=*ve*lvgsvthav=gm*ro=*ve*lvgsvth对于第一级是cascode的结构的无疑第一级增益大于第二级对于普通的级ota虽然gm>>gm增益大小的决定在于输入管长度和过驱动的比值steveguo值得去思考一下。虽然是很基本的问题。关于miller的那个问题其实也并不那么简单。具体可以看howardYang的paper。二级在负载很重的情况下pole还是split吗?icuser这种题目好是好不过总感觉学院气息太强工程性不足。是用来面试那些刚刚走出校园的应届生的吧。teddybear前的回复是我没想清楚。。。根据sansengm=~gmav=gm*ro=*ve*lvgsvthav=gm*ro=*ve*lvgsvth对于第一级是cascode的结构的无疑第一级增益大于第二级对于普通的级ota虽然gm>>gm增益大小的决定在于输入管长度和过驱动的比值GM>>GM指的是MILLER补偿的时候要求将MILLER补偿中产生的RHP推到倍左右BW以外但是GAIN不只是和GM有关系,如果第一级使用CASCODE的话,则即可满足GAIN>GAIN

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