低壓軌到軌運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì).pdf

1、運(yùn)算放大器是模擬電路設(shè)計(jì)中用途最廣、最重要的部件。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日益成熟，器件特征尺寸的不斷降低，電路的電源電壓也越來越低，這就對(duì)模擬電路設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。另外，可移動(dòng)電子設(shè)備的迅猛發(fā)展和市場(chǎng)需求的急劇上升，使得低壓軌到軌電路成為了模擬電路設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。
　　本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外低壓軌到軌運(yùn)放的發(fā)展情況以及運(yùn)放設(shè)計(jì)所面臨的問題，然后在總結(jié)了多種運(yùn)放結(jié)構(gòu)的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)低壓軌到軌的三級(jí)運(yùn)算放大器。運(yùn)放的輸

2、入級(jí)應(yīng)用了電平位移技術(shù)的復(fù)合管以實(shí)現(xiàn)軌到軌的輸入，并且采用了折疊共源共柵結(jié)構(gòu)來保證輸入級(jí)具有足夠的增益，中間級(jí)為一個(gè)同相的放大器以保證運(yùn)放整體的增益并且米勒補(bǔ)償為負(fù)反饋，而輸出級(jí)則采用了自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)的AB類輸出級(jí)，從而獲得了驅(qū)動(dòng)大電容和小電阻的能力，另外輸出級(jí)也達(dá)到了軌到軌的性能。除此之外，本文還設(shè)計(jì)了一個(gè)帶隙基準(zhǔn)電壓源，用來給主運(yùn)放的輸出級(jí)中的電流鏡的提供偏置，以保證其精確性，從而可以實(shí)現(xiàn)輸出級(jí)的靜態(tài)電流控制。由于運(yùn)放是三級(jí)結(jié)構(gòu)，因

3、此，本文在兩級(jí)運(yùn)放的米勒補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，使用了內(nèi)嵌米勒補(bǔ)償來保證運(yùn)放的穩(wěn)定工作。
　　本文的整個(gè)電路設(shè)計(jì)采用了無錫華潤(rùn)上華CSMC0.5μm雙層多晶硅三層金屬混合信號(hào)(DPTM)標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，并通過Cadence Spectre仿真工具進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，在1.8V的電源電壓以及100pF和2KΩ的并聯(lián)負(fù)載下，運(yùn)放的靜態(tài)功耗為1.344mW，低頻增益為77.1dB，相位裕度為72.1度，單位增益帶寬為3.97MHz，擺率SR