為什麼積體電路模擬設計裡面增益和速度是乙個最基本的矛盾,如何去理解,而不是靠數學公式去推導?

時間 2021-05-11 20:05:24

1樓:乾飯仙人CSY

你開車,速度快要6擋,但剛起步的時候要掛1擋。

功率是不變的P=F*v

一開始你需要克服摩擦力啟動,而此時你的速度很小,因此牽引力需要很大而你速度起來之後,總的阻力變小了,因此你可以有乙個大的速度

2樓:AnalogWorld

首先明確你說的增益和速度的矛盾就是說GBW不能變,這才有這兩者的trade off。所以我們先要理解什麼是運放的GBW,gain band width,或者叫單位增益頻寬。再來解釋下什麼叫單位增益頻寬,可以粗暴點理解為某個頻率下增益為1。

這個頻率就是單位增益頻寬。什麼時候增益為1,電容的阻值為1/gm。你gm,電容都確定了,我GBW還能飛嘛。

你要是gm,電容都能隨意取,那也沒有兩者的trade off。最後的問題就來了,為什麼gm不能無限大和小的電容不限小的問題了,但凡學過模擬IC的人應該都知道為什麼了!

3樓:

兩者也不能說完全矛盾,這和電路結構有關,比如電流運算放大器的結構,其增益在相當寬的範圍內是和頻寬沒有關係的,即增益變化時3db頻寬基本不變。對於電壓型結構,不管是單管還是運放級別,基本上都有增益頻寬級基本為常數的限制,可以是個基本矛盾,就像你向空中投一塊石頭,又想它飛得高又飛得遠,是不行的,因為你投擲時的做功限制了其能量。電路也一樣,其結構和材料等因素,限制了其能力

4樓:

他們並不是乙個絕對的矛盾,增益頻寬積也不是乙個定值。增益頻寬的矛盾和電路形式有關係。

為什麼他們也不是乙個絕對的矛盾呢,因為增益主要受限於積體電路工藝、設計方案。改進了工藝,增益和速度都可能提高。

5樓:糖長老

本質上還是因為電路裡面有寄生電容啊。高增益需要大電流,也就是大的管子尺寸,或者大負載,兩者都會使寄生電容公升高而導致頻寬降低。

6樓:

電路中最常見的負載以及寄生都是容性的。

這裡的「速度」不妨以高頻下的增益來理解,那麼由於電容的等效阻抗隨頻率下降,因此速度(頻率)越高,電流在負載上產生電壓(增益)越小

7樓:吳國忠

頻寬大約是gm和電容比值,電阻也起作用,當設計時,分配的電流不變,gm就不變,希望大頻寬則要小電容小電阻大跨導。增益是電阻和gm的積,希望大增益則要大電阻,而大電阻又制約頻寬。

8樓:比爾劉

從溝道長度的角度來講。溝道長度越小,溝道電場越強,遷移率越高;同時距離縮短。電荷通過的速度加快,距離變短,所以時間縮短。

但是溝道長度變短導致更容易漏電,有部分有用訊號會洩漏,所以精度變差。

9樓:王小威

大學本科老師是這麼講這個概念的:

增益頻寬積是常數。就好比你乙個人在跑步跨欄,你跑的越快,你跳的就越低;反之,你跳的越高,你跑的就沒有那麼快。

但凡能把引數背後的物理意義能模擬成生活常識的都是具有豐富實戰經驗的高人!

10樓:

是不是能這樣模擬一下:

增益反映的是響應的準確程度,速度反映響應所需的時間。

用跑步來模擬這個反饋系統的工作過程,假如乙個人跑百公尺賽,要求到達終點且恰好停在終點位置。如果其跑步速度很快,那麼由於慣性,很容易有過衝而越過終點;如果用走的,停在終點就會很輕鬆。換句話說,增益反映這個人能準確停在終點處的能力,頻寬反映他能跑出的最快速度。

當跑步速度加快,則準確停在重點位置的難度就會隨之加大。準確性和速度是一對互易的折衷。

11樓:又見山人

@汪雲龍 說的沒錯,我從另乙個角度試著答一下。

所謂增益與速度的基本矛盾,本質上還是乙個電路的增益和頻寬的基本關係。公式很清楚,單極點系統增益與頻寬的乘積是定值。但這公式背後的物理意義是什麼?

其實就是電阻向電容充放電的只有唯一解。想要快速改變電容上的電壓,總是要付出代價的,能量,還有複雜性。

想放大電壓,首先要將輸入電壓轉化為電流(gm),再將電流通過電阻RL變回電壓;RL越大,增益自然越大。但RL越大,向電容充放電自然越慢,頻寬自然越低。想要高增益需要高輸出電阻,高頻寬需要低輸出電阻。

怎樣學好模擬積體電路設計?就Allen的那本,還有拉扎維的那本。

silow 自上而下學習。數理基礎一定要打好,不能在分析電路或者系統的時候犯概念性錯誤。專業課知識是乙個邊學習邊應用邊鞏固的過程。初期投入工作時不一定要滾瓜爛熟,但至少要知道如果出現問題,哪些資料裡能找到答案。 我也想問,我們老師,呵呵,一節課講一章,推導過程怎麼來的全都不講清楚,不知所云,什麼是重...

模擬積體電路設計真的沒有前途了嗎?我還準備入坑呢?

IC修真院 取決於你是怎麼定義前途的,如果是錢途,那趁著還沒入坑,早點進數字,就業環境更優,薪資也差不多。如果是考慮推動科研,為國奉獻,耐得住性子度過前幾年打磨經驗的時期,那模擬確實前途廣闊,一旦熬出頭那就是一片光明。不推薦任何乙個,各有好處。主要還是怕被人說屁股歪 李sir 2 行業 這個行業屬於...

積體電路設計為什麼要學半導體?

浴浴燃燃 和大學院系的劃分有一點關係吧,有些大學裡,微電子學和固體物理學方向就被划進了微電子學院裡,本科期間學半導體也就可以理解了 TITANIUM 如果你做純數字,那我沒啥說的,但這也是你碩士之後的事了,本科教育要求有更多的可能性,本科生繼續深造,他們有的選,可以選擇做純模擬,可以選擇做數模混合,...