【摘要】：運(yùn)算放大器是模擬集成電路中重要的基礎(chǔ)模塊。由于許多電子產(chǎn)品采用便攜式電池供電,低壓軌至軌電路已成為模擬電路設(shè)計的必然趨勢。當(dāng)電源電壓降低時,運(yùn)放的輸入輸出信號擺幅不斷降低,從而影響整體電路的正常工作。為了提高運(yùn)放的信噪比,迫切需求運(yùn)放的輸入輸出動態(tài)范圍達(dá)到軌至軌。本論文在研究國內(nèi)外軌至軌運(yùn)放工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一個1.2V恒跨導(dǎo)軌至軌的三級運(yùn)算放大器。運(yùn)放的偏置電路采用電阻自偏置的共源共柵電流源,為運(yùn)放各模塊提供合適的靜態(tài)工作點;輸入級采用基于改進(jìn)型最大電流選擇電路的互補(bǔ)差分對結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)共模輸入范圍達(dá)到軌至軌并且保證輸入級跨導(dǎo)恒定,并采用共源共柵結(jié)構(gòu)提高輸入級的增益;輸出級采用自適應(yīng)負(fù)載的AB類輸出級,可以實現(xiàn)輸出電壓擺幅達(dá)到軌至軌和精確的靜態(tài)電流控制;相位補(bǔ)償電路采用嵌套式密勒補(bǔ)償以保證整個電路工作在穩(wěn)定狀態(tài);另外,本論文設(shè)計了一個帶隙基準(zhǔn)電壓源,利用線性化補(bǔ)償方法進(jìn)行高階溫度曲率補(bǔ)償,可以為運(yùn)放提供穩(wěn)定的偏置電壓�；跇�(biāo)準(zhǔn)0.18μm CMOS工藝,利用仿真軟件對帶隙基準(zhǔn)電壓源和運(yùn)算放大器進(jìn)行仿真和分析。仿真結(jié)果表明,帶隙基準(zhǔn)電壓源的溫度系數(shù)達(dá)到6.95ppm/℃,溫度性能良好;在100p F的電容和2k?的電阻并聯(lián)負(fù)載下,運(yùn)算放大器的輸入輸出動態(tài)范圍達(dá)到軌至軌,跨導(dǎo)變化率為4.6%,開環(huán)增益達(dá)到109.6d B,單位增益帶寬為3.3MHz,相位裕度為61.1°,共模抑制比為118.6d B,各項性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期要求。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN722.77
【圖文】：

NMOS管的I-V特性曲線

Fig.2-4 Simplified and small signal model of MOS tube高頻小信號電路時，需要考慮到各種寄生器件的影響，完型如圖 2-5 所示。gsC、dgC、gbC分別是柵極與源級、漏sbC 、dbC 是襯底和源級、漏極之間的結(jié)電容。

Fig.2-5 Complete and small signal model of MOS tube放大器的基本結(jié)構(gòu)框圖放大器通常是差動輸入-單端輸出的高增益放大器，其基本結(jié)差分輸入電路、高增益放大級、輸出緩沖級和補(bǔ)償電路這 5 示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 李曉潮;周志新;葉雋;郭東輝;;0.18μm CMOS工藝下全擺幅恒跨導(dǎo)放大器設(shè)計[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

2 馬玉杰;高俊麗;后永奇;耿曉勇;楊建紅;;3.3V/0.18μm恒跨導(dǎo)軌對軌CMOS運(yùn)算放大器的設(shè)計[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2012年11期

3 郭曉玲;明平軍;;集成運(yùn)算放大器的特性及應(yīng)用[J];信息技術(shù);2011年08期

4 劉華珠;黃海云;宋瑞;;低功耗軌至軌CMOS運(yùn)算放大器設(shè)計[J];半導(dǎo)體技術(shù);2011年06期

5 郭寶增;張玉波;;一種低壓低功耗襯底驅(qū)動軌至軌運(yùn)算放大器設(shè)計[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2011年03期

6 徐勇;趙斐;黃德強(qiáng);聶典;閔銳;;新型軌到軌斬波穩(wěn)定運(yùn)算放大器設(shè)計[J];軍事通信技術(shù);2009年04期

7 張海軍;朱樟明;楊銀堂;張寶君;;一種基于襯底驅(qū)動技術(shù)的0.8V高性能CMOS OTA[J];電子器件;2006年02期

8 朱磊,楊銀堂,朱樟明,付永朝;低壓CMOS帶隙電壓基準(zhǔn)源設(shè)計[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2005年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 班博;多級運(yùn)算放大器頻率補(bǔ)償方案的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2015年

2 戚穎;低壓帶隙基準(zhǔn)電路[D];安徽大學(xué);2015年

3 張永水;軌至軌自動調(diào)零運(yùn)算放大器的分析與設(shè)計[D];廈門大學(xué);2014年

4 何江燕;運(yùn)算放大器制作工藝和版圖設(shè)計關(guān)鍵問題的研究[D];天津大學(xué);2012年

5 彭新朝;高增益恒跨導(dǎo)低失調(diào)軌至軌運(yùn)算放大器的設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2012年

6 張玉波;基于襯底驅(qū)動的低壓低功耗軌至軌COMS運(yùn)算放大器設(shè)計[D];河北大學(xué);2011年

7 張靜;CMOS低壓微功耗折疊式共源—共柵運(yùn)放設(shè)計[D];江蘇大學(xué);2010年

8 潘學(xué)文;低壓低功耗全擺幅CMOS運(yùn)算放大器設(shè)計與仿真[D];中南大學(xué);2009年

9 王召;CMOS Rail-to-Rail運(yùn)算放大器的分析與設(shè)計[D];西北大學(xué);2008年

10 張揚(yáng);一種低壓軌至軌輸入/輸出穩(wěn)定跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2008年

本文編號：2744799