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初步了解一下带宽拓展的结构-Bridged T-coil

工程师邓生 来源:Analog CMOS 作者:Analog CMOS 2022-09-20 11:09 次阅读

Bridged T-coil Bridged T-Coil通常用在高速放大器,线性驱动电路的输入和输出(I/O)接口上。

用T型线圈来应对PAD、ESD寄生电容带来的带宽受限,以及寄生电容带来的阻抗匹配问题。

(一)拓展带宽

前景提要: 当两个相同的电感L1和L2周围没有 其他线圈时候


f3ec2718-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png

f3fd1ba4-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png

Tcoil耦合电感T型去耦等效,耦合因数是k:

f40ccefa-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png

计算去耦等效后的传输函数:

f42b52f8-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


其中

f43a14a0-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png

现在把上式中的L1和L2 都替换成L

f447d612-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


这是四阶系统,两个零点四个极点,如果让两个极点抵消掉两个零点,这样按照二阶系统的特性:也可以创造一个boost,如果不期待tcoil有boost只是单纯的 拓展带宽可以让阻尼系数:

f456e65c-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


让L和CB等于如下值,两个零点可以抵消两个极点,此时: 对于这个t-coil实际上控制了耦合因数k,就控制了整个t-coil系统。

f46364ae-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


可调控的变量,有三个:L CB k,实际上通常控制k,这样另外两个变量就固定了,此时的:

f4752342-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


当我们不要求gain boost时候,让阻尼系数:


f456e65c-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


那么得到


f494dcfa-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


可以用EMX抽出tcoil的sp model,然后利用耦合,产生的电压来评估耦合因数k,当然也包括L和CB,如下图的test bench

f4a97070-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png  


tip:二阶系统的幅频特性


f4c0e87c-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png  


(二)阻抗匹配

对于没有没有做阻抗匹配的两个二端口网络,会产生反射:


f4ca4af2-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.pngf4ebab20-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png



对于ab两种接口:

f4f41242-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.pngf50f8b62-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


观察(a)图中没有用t-coil高频的输入阻抗被CESD短路到地,

f52e6992-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


再看看(b)图: 低频:


f5380ad8-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png


高频由于CB的存在:


f5380ad8-3804-11ed-ba43-dac502259ad0.png  


本文主要讨论的内容本质上是一个二阶系统带宽最大化的分析。




审核编辑:刘清

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原文标题:Bridged T-Coil

文章出处:【微信号:Analog CMOS,微信公众号:Analog CMOS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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