double tail comparator的debug過(guò)程(二)

上一篇講到了vref，這篇接著說(shuō)。

已知如果vip大于vin，那么一端連到vip的電容，另外一端連到vss的自然比較多，連到vref就少一些。對(duì)于vin，則是相反的，連到vref的比連到vss的多。于是，作者君畫(huà)了下面這張圖：

symbol畫(huà)的比較大的電容，表示這個(gè)電容比較大。

跟上一篇的電路圖相比，作者君多畫(huà)了四個(gè)電容。

前面說(shuō)到因?yàn)閏lkn導(dǎo)致的Cgs1把M2和M3的gate都往下拉了一點(diǎn)點(diǎn)，因此，通過(guò)較大的C1（vin和vref之間的電容）和較小的C3（vip和vref之間的電容），這個(gè)電容之間拉扯的動(dòng)作影響到了vref。所以我們看到的右邊第二行vref，也被拉下來(lái)了一點(diǎn)點(diǎn)。

vref自然是有個(gè)LDO來(lái)提供精準(zhǔn)的0.9V的?，F(xiàn)在vref被拉下來(lái)一點(diǎn)點(diǎn)，LDO（或者是buffer）必然會(huì)相應(yīng)這個(gè)變化，于是，我們?cè)趘1和v2之間看到第二行的vref有個(gè)上升的動(dòng)作。于是，通過(guò)C1和C3，vin和vip也跟著往上走。但是，為什么藍(lán)色的vin上升得比較快呢？想到高頻情況下，電容的等效阻抗1/cs跟電容的值成反比。于是vin連到vref的C1等效阻抗比較小，而vip連到vref的C3等效阻抗比較大。所以，可以解釋vin的快速上升過(guò)程。

寫(xiě)到這里，大家自然可以想到，如果讓嘗試vref的LDO（或者是buffer）的負(fù)載電容大一些，是不是可以減小這個(gè)過(guò)沖的幅度呢？當(dāng)然是可以的，作者君把負(fù)載電容從10pF增大到50pF，也可以跟前文講的減小M1一樣，得到正確的波形，而且不犧牲反應(yīng)速度。（犧牲的自然是電容的面積了……）

或者不那么極端，稍微減小一點(diǎn)M1，然后同時(shí)增大負(fù)載電容，搭配起來(lái)使用，其實(shí)也不錯(cuò)。

講到這里其實(shí)差不多可以完結(jié)撒花，不過(guò)作者君還想再說(shuō)完。有興趣的讀者可以接著看下去。

說(shuō)一個(gè)跟vref和capacitor array有關(guān)的東西：

左圖是每個(gè)電容的開(kāi)關(guān)，右圖是加上了開(kāi)關(guān)的等效電阻

Capacitor array每個(gè)電容的開(kāi)關(guān)如左圖，輸入在vdd和vss之間，所以對(duì)于上面的pmos來(lái)說(shuō)，最大的vgs是vref-0也就是vref，下面的nmos的最大vgs是vdd-0也就是vdd。所以等效電阻，上面的pmos的R1大于下面的nmos的R2.于是作者君就在comparator的第一級(jí)畫(huà)上了這兩個(gè)R。

簡(jiǎn)單算一下從vref到vin或者vip的傳輸函數(shù)：

所以vin和vip兩邊，一個(gè)是pole小于zero，一個(gè)是pole大于zero。對(duì)于比較接近的doublet來(lái)說(shuō)，用step response解釋就是：

到這里也就解釋了為什么過(guò)了圖2的v2那條線之后，vin和vip的差距一度很大。

審核編輯：湯梓紅