关于共模反馈(CMFB)的学习

这篇博客分析的非常全面,值得一读。
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这个微小的电流差在R,out上的压降可不是微小的。拿一个输出阻抗典型值在几百kΩ到几MΩ级别的折叠共源共栅结构来说,假设两条支路电流失配只有100nA,输出阻抗1MΩ,那么V,cm,out就会偏移100mV。这还没算温度漂移和工艺偏差。
连续时间CMFB是通用性最强的架构,它直接使用一个模拟误差放大器(通常是一个单级OTA)把V,cm与V,cm,ref的差值放大,输出控制信号V,cmfb去调节主运放输出级的工作点。它的环路增益决定了输出共模的静态误差——注意这里的误差不是零,而是V,cm,out=V,cm,ref/(1+LG),所以环路增益越高,共模精度越好,一般要求CMFB环路在低频的增益至少到40dB以上。
带宽方面,CMFB环路必须比主信号环路的关注频段宽出足够余量,否则信号共模波动或者电源噪声耦合会在带内形成明显的共模残留。这里有一个设计悖论:CMFB环路相位裕度差,往往不是因为环路增益不够,而是因为误差放大器自身产生的次级极点出现在了环路带宽附近。最典型的解决方法是把误差放大器设计成低增益宽带的单级结构,减少内部节点的个数,同时在V,cmfb到执行管栅极之间加一个米勒补偿电容,让主极点主导环路。
摆率的问题最容易被忽略。共模反馈环路只有在输出共模偏离参考值时才会产生纠错电流,如果这个纠错电流太小,遇到大信号共模扰动(比如输入共模跳变或者负载电流突变),输出共模的恢复速度就会受限,表现为长时间无法收敛到目标电平。处理方法有三条路:增大误差放大器尾电流、在误差放大器输出端加一个小的乙类驱动级、或者在执行管栅极并联一个大的瞬态电流吸收管。我实测下来第一条最直接,只要注意摆率提高带来的功耗和补偿电容重新调整即可。

posted @ 2026-10-20 17:19  会计时的鱼  阅读(5)  评论(0)    收藏  举报