Para el diseño OP-AMP, el parámetro más importante es la transconductancia (gm) de sus dispositivos. Determinará la mayoría de sus pequeños parámetros de señal, como el ancho de banda, las ubicaciones de los polos (para estabilidad), el ruido.
Suponiendo que el transistor esté saturado, esperamos que se comporte como un dispositivo de ley cuadrada. Sin embargo, la ley cuadrada rompe con un voltaje de sobremarcha por debajo de 150-200mv y se comporta cada vez más como un dispositivo de ley exponencial a medida que cae el voltaje de sobremarcha.
La forma habitual de abordarlo es caracterizar dispositivos de diferentes longitudes y trazar lo siguiente
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- gm / ID vs Vov
- ID / W vs Vov
ID = corriente de drenaje, W = ancho, Vov = voltaje de sobremarcha
La primera curva idealmente debería verse como 2 / Vov de acuerdo con la ley cuadrática, pero la curva real comienza a aplanarse por debajo de cierto Vov -> Hay un límite al máximo de gm que puede obtener para una corriente dada.
Los pasos se verían así:
- Calcule gm que necesita para dispositivos críticos.
- Elija un Vov adecuado. Demasiado alto conduciría a una alta identificación. Demasiado bajo conduciría a un mayor W -> más área y más capacidades parásitas. Alrededor de 80-100mv es adecuado para la mayoría de los casos, pero eventualmente depende del circuito específico.
- Encuentra la identificación de la primera curva.
- Una vez que se determina la ID, encuentre W de la segunda curva.
Esto es solo preliminar y hay muchas más curvas que puede necesitar trazar según el parámetro que está tratando de optimizar. Busque la metodología “gm-ID” para obtener más información.