近些年來,隨著IC需求的快速增長,模擬集成電路的設(shè)計已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。除了滿足基本參數(shù),電路設(shè)計逐漸對低功耗、低噪聲和高增益有了更高的要求。為了滿足電路設(shè)計的低功耗要求,電路結(jié)構(gòu)必須采用更好的頻率補償技術(shù),這種補償方式在要求降低能耗的同時,也要適應(yīng)低壓電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所以,本文把通用模擬集成電路模塊的運算放大器作為研究重點,根據(jù)傳感器惠斯通電橋接口電路芯片的應(yīng)用需求,對惠斯通電橋的微弱信號放大調(diào)理集成電路模塊進行了研究。依據(jù)惠斯通電橋調(diào)理電路的技術(shù)指標(biāo),采用二級RC密勒補償結(jié)構(gòu)的CMOS跨導(dǎo)運算放大器實現(xiàn)微弱信號的放大調(diào)理,為傳感器提供集成電路CMOS形式的檢測接口。CMOS密勒補償跨導(dǎo)放大器電路采用0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝進行設(shè)計,應(yīng)用HSPICE工具對CMOS電路進行了模擬和驗證。研究內(nèi)容包括以下四個方面:○1常用OTA補償結(jié)構(gòu)設(shè)計及其特點;○2 OTA的性能參數(shù)以及參數(shù)間的約束關(guān)系;○3根據(jù)性能指標(biāo)對CMOS運算放大電路MOS管器件參數(shù)的設(shè)計;○4 CMOS跨導(dǎo)放大器的仿真和版圖驗證。仿真結(jié)果表明:CMOS電路的直流增益為93dB,相位裕度為62.2°,轉(zhuǎn)化速率為30V/μs,等效輸入熱噪聲300nV/√Hz,電路單位增益帶寬97.5MHz,靜態(tài)功耗2m W,滿足設(shè)計技術(shù)指標(biāo)。該CMOS跨導(dǎo)運算放大器采用了兩級放大電路,使開環(huán)增益在低頻段穩(wěn)定不變的同時,增益帶寬大,頻率特性好,實現(xiàn)了較高的性能指標(biāo)。CMOS跨導(dǎo)運算放大器電路具有結(jié)構(gòu)簡單、頻率補償效果好等顯著優(yōu)點,具有一定的工程借鑒意義。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN722
【部分圖文】：

義于模擬計算機，它們用于在許多線性，非線性和大器是由真空管構(gòu)造而成的，需要占用很大的面過更小的分立晶體管來實現(xiàn)[1]�，F(xiàn)在運算放大器效率和高性能。IC 的問世，讓 107、810 量級的大器模塊上去實現(xiàn)及其復(fù)雜的功能。摩爾定律即倍隨之提出，集成電路的可容納的器件數(shù)量不斷成本也隨之下降，如圖 1.1 所示。集成電路的發(fā)步，運放芯片的特征尺寸也在不斷的下降。運0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、0.13μm，發(fā)展、16nm、14nm，再到現(xiàn)在的 10nm，芯片的制造這一趨勢還將持續(xù)下去[2]。

圖 1.2 運放設(shè)計流程圖勒補償技術(shù)作為本電路相位補償來獲得穩(wěn)定的相藝設(shè)計，針對低壓，高增益和低噪聲的放大器，補償技術(shù)。通過使用跨導(dǎo)增強運算放大器和密勒反得到顯著改善，通過性能指標(biāo)的約束關(guān)系，采用手對所設(shè)計的跨導(dǎo)放大器進行仿真和版圖驗證。具介紹集成運算放大電路的發(fā)展，研究背景意義及設(shè)計方法。放大器幾種常見的密勒補償結(jié)構(gòu)分析，通過比較傳提出采用基于電阻的二級彌勒補償結(jié)構(gòu)跨導(dǎo)運算放

圖 2.2 NMC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CL和極點被分離，由電路小信號分析DC m 1 1 m 2 2 m3 3A g R g R g R31 1 2 2 3 31C m mpRC g R g R 函數(shù)包含兩個右半平面零點和三個左的 NMC 結(jié)構(gòu)零點，本文提出了使用調(diào)零電阻的密勒電阻 Rm消除了右半平面零點，而是增小，便可以實現(xiàn)移動右半平面零點的作

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