Tengo una diferencia de cero entre Vx y vcmref, por lo tanto, el amplificador emitirá cero voltios.
Y ahí está tu error. La salida del opamp no será 0 V, será un voltaje que dará como resultado Vx = Vcmref.
Sí, pero Vx = Vcmref así que ...
Tenga en cuenta que el opamp tiene una ganancia muy alta. Entonces, si el opamp necesita generar, digamos 1 V, dividido por una ganancia de 1000 que es solo 1 mV, que es "lo suficientemente cerca" para asumir Vx = Vcmref. Puedes hacer que la ganancia del opamp sea de 1000000 si quieres, entonces Vx - Vcmref sería 1 uV.
En la situación ideal "todo totalmente equilibrado", las corrientes de drenaje de M3, M4 y M5 serán idénticas. Además, M6 debe tener la misma corriente de drenaje (piense qué sucede si la corriente de drenaje de M6 es ligeramente superior o inferior), por lo que M6 debe tener la misma Vgs que M5.
Y ese será el voltaje que saldrá del opamp: Vdd - Vgs5 en la situación ideal de "todo totalmente equilibrado".
En la práctica, las cosas no estarán totalmente equilibradas, pero eso no importa mucho, la ganancia del opamp todavía hará que Vx - Vcmref = muy pequeña y eso es todo lo que necesitamos.
Para el bucle abierto, no se puede romper el bucle de esa manera porque M6 tendrá un Id = 0 y el modo común estará desactivado. Tienes que asegurarte de que M6 tenga la misma Id. Que M5.
En la práctica, será muy difícil medir realmente la ganancia de bucle abierto, ya que será muy alta, por lo que el ruido y las perturbaciones se amplifican mucho.
En el simulador, generalmente uso un truco que cierra el bucle para DC pero permite trazar la ganancia del bucle abierto para AC
Así es como modificaría el circuito para simular eso:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Agregué de Vx un filtro de paso bajo RC, 10 Mohm y 1 F (¡sí, un Farad!), luego una fuente de voltaje AC = 1 (tenga en cuenta que DC = 0). Para DC esto no hace "nada" en el simulador, se comporta igual que su esquema original. Ergo, el punto de operación de CC será el mismo que en la situación de bucle cerrado, lo que significa que el bucle de realimentación de la MMC sigue funcionando. :-)
Sin embargo, para CA (algo por encima de unos pocos Hz), el bucle se rompe cuando la resistencia y el condensador 1 F atenúan todo. Simule esto en una simulación de CA y trace la magnitud y la fase en Vx. Esa es la negociación abierta.
