Encontrar la posición de un cero sin hacer cálculos explícitos

Tengo el siguiente circuito:

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Es un amplificador totalmente diferencial. Dado que el circuito es simétrico con respecto al eje vertical, solo se puede estudiar la porción derecha (por ejemplo) para encontrar vout-; el voltaje vout+ está simplemente desfasado 180°.

Pude encontrar una expresión para la ganancia de CC (baja frecuencia) que coincide perfectamente con las simulaciones realizadas con Cadence Virtuoso. Sin embargo, tengo dificultades para analizar la respuesta de frecuencia. Esperaría un polo dominante en el nodo de salida debido a la resistencia de salida (de un solo extremo) y la capacitancia de salida. Pero mirando la ganancia de voltaje diferencial:

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puede ver que también hay un cero en la frecuencia de 1,8 GHz. ¿Cómo puedo encontrarlo? Una forma sería aplicar KCL y KVL al circuito, ¡pero creo que sería muy complejo con todos estos transistores! ¿Hay una forma más intuitiva de encontrarlo, o al menos puedes darme algunas pistas para encontrarlo analíticamente? Este circuito de alguna manera me recuerda a un par diferencial con carga activa. Razavi muestra en su libro que en realidad un cero está presente en dicho circuito, justificándolo también como consecuencia de la presencia de dos caminos paralelos entre la entrada y la salida. En mi circuito parece ser el mismo caso: considerando solo medio circuito, los transistores M6-M7-M5-M4-M3 crean un camino, mientras que los transistores M1-M2 crean otro camino paralelo, lo que justifica intuitivamente la presencia de un cero.

En una constante de tiempo de 90 ps, ​​estaría mirando la resistencia de la puerta óhmica y Cgs, tal vez. Supongo que estos son monolíticos. ¿Cual modelo? ¿Cuáles son los parámetros? Sé muy poco sobre el diseño monolítico. Así que solo tengo curiosidad, eso es todo. Pero me parece que los parámetros pueden estar en el rango correcto y dispuestos para un cero. Pero, sinceramente, solo estoy suponiendo.

Respuestas (1)

No estoy seguro sobre el circuito que ha presentado, pero necesitaría convertirlo en un esquema lineal de pequeña señal antes de poder inferir algo. Una forma de verificar si un cero está presente en un circuito lineal es aplicar las técnicas de circuitos analíticos rápidos o FACTs que describo en mi libro sobre el tema. La técnica es bastante simple para determinar si uno de los elementos de almacenamiento de energía a L o un C - aporta un cero a la función de transferencia: coloca el elemento considerado en su estado de alta frecuencia - un cortocircuito para un condensador o un circuito abierto para un inductor - y ve si el estímulo produce una respuesta en el puerto de salida . Funciona para elementos pasivos y activos. Esta técnica fue descrita por Ali Ajimiri en su artículo Análisis de circuitos constantes de transferencia y tiempo general y he aplicado con éxito la técnica en numerosas ocasiones. A continuación se muestran algunos ejemplos simples donde destaco la presencia de un cero o no:

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La idea aquí es reutilizar las constantes de tiempo ya determinadas para los polos y determinar la posición cero de esa manera. Una opción alternativa es realizar un NDI y verificar la condición en el circuito que explica por qué la respuesta puede ser nula en la frecuencia cero.

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