【摘要】：伴隨平板電腦,手機(jī)等其他各種移動電子設(shè)備的普及,以電池作為電源的微電子產(chǎn)品得到廣泛使用,但以電池作為電源的電子產(chǎn)品迫切需要采用低電流低電壓的模擬電路來降低功耗。JEFT與雙極型器件相結(jié)合,已成為新型專用集成運算放大器的主要發(fā)展方向之一。本論文研究正是在此背景下,對通用集成運放從另一設(shè)計思路創(chuàng)新,提出基于恒流二極管(CRD)的運算放大器。本文設(shè)計以JEFT構(gòu)成恒流二級管(CRD),首先研究其恒流特性,分別對此恒流二極管的恒流值、開啟電壓、擊穿電壓、溫度特性進(jìn)行研究,然后再對恒流二極管和雙極型晶體管工藝兼容進(jìn)行研究與設(shè)計,最后再對傳統(tǒng)集成運放中具有恒流功能和有源負(fù)載電流源的雙極型器件(BJT)進(jìn)行替代,并對電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以減少芯片中元器件個數(shù),從而減小芯片面積,降低靜態(tài)工作電流以實現(xiàn)更進(jìn)一步的低功耗。仿真結(jié)果表明,當(dāng)電源電壓改變時,雙極型運算放大器輸入級電流在0.290mA到0.433mA變化,而基于CRD的差分輸入級電流約降低一半,電流恒定在0.239mA到0.244mA之間,并且電流變化只有0.005mA。當(dāng)電源電壓恒定在13V時,雙極型集成運算放大器偏置電流達(dá)到0.739mA,是基于CRD的運算放大器偏置電路電流0.222mA的3倍以上。由此可知,基于CRD的運算放大器能實現(xiàn)更低靜態(tài)電流。
[Abstract]:With the popularity of tablet computers, mobile phones and other mobile electronic devices, microelectronics, which use batteries as power sources, have been widely used. However, the electronic products with battery as the power supply urgently need to use low current and low voltage analog circuit to reduce power consumption. The combination of JEFT and bipolar devices has become one of the main development directions of new special integrated operational amplifiers. Under this background, this paper proposes an operational amplifier based on constant current diode (CRD) by innovating the general integrated operational amplifier from another design idea. In this paper, the constant current characteristic of the constant current diode (CRD),) is studied by using JEFT as the structure of the constant current secondary transistor. The constant current value, the open voltage, the breakdown voltage and the temperature characteristic of the constant current diode are studied respectively. Then the process compatibility of constant current diode and bipolar transistor is studied and designed. Finally, the bipolar device (BJT) which has constant current function and active load current source in traditional integrated operational amplifier is replaced. The circuit structure is optimized to reduce the number of components in the chip, reduce the chip area and reduce the static working current to achieve further low power consumption. The simulation results show that when the supply voltage changes, the input stage current of bipolar operational amplifier changes from 0.290mA to 0.433mA, while the differential input stage current based on CRD is reduced by about half, and the current is constant between 0.239mA and 0.244mA. And the current changes only 0.005mA. When the supply voltage is constant at 13 V, the bias current of the bipolar integrated operational amplifier reaches 0.739 Ma, which is more than 3 times of the current 0.222mA of the operational amplifier bias circuit based on CRD. Therefore, the operational amplifier based on CRD can achieve lower static current.
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN722.77

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本文編號：2337502