[datchanin 0]

Добрый день. Такая проблема:

Делали операционный усилитель. Нарисовали топологию, схему, промоделировали.

Вышла партия пластин. Отправили заказчику. Пришел ответ, что схема не подходит по параметру

запаса устойчивости по фазе.

На момент вывода топологии такого параметра не моделировали, т.к. он не был прописан в ТНЭП, да и опыта работы с усилителями раньше не было.

Все остальные параметры в норме, результаты измерений совпали с результатами моделирования.

Стали проверять запас - получили на приборах около 25 градусов (частота единичного усиления - 6.5 MHz).

Стал моделировать - получаю запас около 65 градусов (частота единичного усиления - 6.6 MHz).

Схему включения для моделирования взял из ГОСТа 23089.16-90 (Микросхемы интегральные. Метод измерения запаса устойчивости по фазе операционных усилителей). Включение на измерениях по той же схеме.

Далее инженеры посоветовали увеличить корректирующую емкость. Мы увеличили её в полтора раза за счет технологии (т.е. топологию не перевыводили). Вышла партия, сейчас снова меряем - результат устойчивости тот же (около 25 градусов, но вдвое упала скорость нарастания).

Самое странное - при моделировании никакие манипуляции с емкостью не меняют результат. Я емкость и увеличивал, и уменьшал, вдвое, втрое. Запас меняется в пределах 60-70 градусов. Получается или моделирование не отражает реальных результатов, или мы неправильно меряем, или моделирую неправильно.

Подскажите, кто сталкивался с этим параметром, как вернее отмоделировать или замерить. Как можно на запас повлиять? Почему моделирование не отражает реальной ситуации? Может этот параметр вообще нельзя в САПР проверять?

[ViKo 1]

Подскажите, кто сталкивался с этим параметром, как вернее отмоделировать или замерить. Как можно на запас повлиять? Почему моделирование не отражает реальной ситуации?

Я в вопросах проектирования микросхем не разбираюсь. Могу предположить, что у вас не один каскад усиления в ОУ, и на запас по фазе больше влияет не тот каскад, где стоит емкость, а входной, выходной, например, или какая-то другая цепь. Наверное, можно посмотреть при моделировании, как изменяется АЧХ в разных узлах.

А если моделирование и практическое измерение сильно разнятся, значит, в модели или технологии что-то не так?

[Genesys 0]

Неуж то сами чего то изобрели. Да и такой параметр в даташитах не частый гость.

Начнем с того, сколько мы имеем каскадов. Типично 2 каскада. ( желательно схему в студию).

Да и запас по фазе имеет смысл с Ку, может имеется ввиду еденичный, тогда изменив Ку изменится и запас по фазе.

Ну и не забываем видов коррекций на опережение и запаздывание, не говоря уже о блокировке по питанию керамикой

микрофарадной, выход опять таки шунтировать последовательной цепочкой доли ома и сотни нан и тд и тп.

Изменено 6 сентября, 2011 пользователем Genesys

[zzzzzzzz 0]

Без конкретной СЭ говорить смысла нет.

А фундаментально, запас по фазе определяется технологией прежде всего.

То есть, вы не сможете сделать задержку распространения меньше, чем имеете, для своих каскадов.

Запас в 30 гр. часто считается нормальным, кстати.

Моделирование не учитывает всех паразитов, отсюда и большая разница. Да и модели всегда достаточно грубы для такого моделирования.

[datchanin 0]

Выкладываю схему электрическую.

http://pic.2x4.ru/image-9270_4E677A6E.jpg

 

И моделируем, и меряем по ГОСТу. Там про метод так: метод основан на измерении разности фаз между входным и выходным напряжением ОУ на частоте единичного усиления ОУ и последующем вычислении запаса устойчивости по фазе. Поэтому там сразу имеется в виду единичный Ку.

 

От нас требуют совпадения моделирования и измерений, чтобы в дальнейшем не сделать корректировку вслепую. Т.е. совпали результаты, далее мы должны найти решение проблемы и показать на модели, что запас стал не менее 45 градусов, только потом уже делать корректировку и в железе получить те же 45 градусов. Одно дело было технологически изменить емкость, там не надо корректировать слои. А вслепую без подтверждения моделированием корректировать топологию не дадут - перед тратой денег должна быть уверенность в результате.

 

Заказчик требует не менее 45 град., у них есть годами отработанные стандарты, по которым проверяется продукция. Хоть этот усилитель мы сделали по другой технологии и, возможно, 30 град. это в нашем случае нормально, но этого не объяснить просто словами заказчику. У них так - что-то не совпало - бракуем. Может где-то есть статьи или исследования, на которые можно сослаться?

 

[Genesys 0]

Выкладываю схему электрическую.

Понятно, итого имеем 2 каскада и коррекцию на запаздывание, можно прицепить где нить на опережение :rolleyes:

Молодцы конечно что еще чего то делаете ( планар имеется в наличии и все такое), но схемотехника настолько обща, неужели таким еще можно зарабатывать и привлекать клиентов. Далее по ходу чего нибудь подкинем, но для начала, как я понимаю,

вы пытаетесь мерить на зондах на шайбе, если это так, то скорее всего проблеиы с измерением. Как уже упомянул, блокировка

по питанию, шунтирование выхода, это как способ решения этой проблемы. Гляньте чего творят линеар и нашионал, там

на любой цвет и вкус. И рейл и вход и выход и так и сяк.

Изменено 7 сентября, 2011 пользователем Genesys

[zzzzzzzz 0]

Про всё сразу не рассказать.

Это ж книжки умные долго читать надо. :)

 

Первым делом посмотрите, что у вас написано в моделях для фьюжинов резисторов, транзисторов, конденсаторов.

Например, резисторные фьюжены у вас подключаются в самые разнообразные точки (в том числе и к полезным сигналам), а паразитные емкости самих "корыт" на подложку хоть как-то определены?

Точки подключения, кстати, лучше выбирать с большим потенциалом обратного смещения перехода - емкость на подложку будет меньше, а динамика лучше.

 

Во-вторых, увеличивая емкость коррекции, вы сильнее грузите диффкаскад, ухудшая его динамику. Минимум, что при этом стоит попробовать сделать - увеличить ток каскада пропорционально. Иначе запас по фазе может даже ухудшаться.

 

В такой ситуации без коррекции хотя бы слоя металла вряд ли обойтись. Емкость коррекции у вас барьерная? Тогда, вообще, тяжко - увеличивая её путем уменьшения ширины ОПЗ, вы одновременно "губите" динамику транзисторов.

 

Резюмируя - если этого не сделано ранее, то опишите правильно паразиты "корыт" в первую очередь.

 

ПС. фьюжн=танк=корыто=изолирующая диффузионная область, в которой расположены компоненты. Изоляция обратносмещенным рп-переходом.

[READY 0]

От нас требуют совпадения моделирования и измерений, чтобы в дальнейшем не сделать корректировку вслепую.

Никогда еще не сталкивался с полностью адекватной моделью. Разве что на простых RLC, да и там приходилось как то оценивать паразиты и вводить их в модель.

Как то даже ситуация былы, когда заказчик промоделировал схему из библиотек микрокапа и она почему то работала нетак как реальное устройство, дело доходило до "пены изо рта". Так что модель это не всегда правда.

[Genesys 0]

Что у вас с PNP транзисторами, они боковые или как? Какова ft, вы научились их делать?

Некоторые выдержки из книги Достал. Операционные усилители.

Основное усиление и первый полюс определяет входной PNP каскад а посему скурпулезно надо подойти к току онаго а дабы входной ток ОУ был меньше, предложил бы дифф. Дарлингтон на входе.

Далее есть простая зависимость между скоростью нарастания или еденичным усилением и током входного каскада и корректирующей емкостью, см ниже. Кроме всего прочего не ясно с вашим измерением, оно как бы вызывает подозрение.

Долее довольно разумный совет профессионала и я с ним согласен, оценивать устойчивость ОУ с ООС и еденичным усилением на предмет выброса. А затем интерпретировал бы и притягивал все остальное за уши.

Мне бы ваш планар, непременно чего нибудь скомпилировал поделу :rolleyes:

Изменено 8 сентября, 2011 пользователем Genesys