發(fā)布時間：2020-10-13 20:39

　　 隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步,電子消費品快速的進入日常生活的方方面面。在市場的推動下,集成電路行業(yè)對芯片的要求越來越高。放大器作為模擬電路和數(shù)�；旌想娐纷畛Ｒ娮钪匾哪K之一,其性能直接影響電路的整體性能。隨著電源電壓的逐步降低,軌對軌運放放大器已經(jīng)成為放大器的重要發(fā)展方向。目前如何設計一款具有高增益、寬帶寬的軌對軌運算放大器已經(jīng)成為了研究熱點。本文在查找國內外軌對軌運算放大器的文獻,研究和分析軌對軌運放工作原理和特點的基礎上,設計了一款高增益寬帶寬軌對軌運算放大器。該運放采用三級結構以達到很高的增益。第一級為折疊式共源共柵結構,采用輪流開啟的互補差分對以保證軌對軌輸入和跨導的恒定,中間級采用非對稱的套筒式共源共柵結構,與普通對稱式套筒式共源共柵結構相比,在達到相同輸入跨導的基礎上,可節(jié)省1/3的功耗,減小1/3的輸入對和負載的版圖面積。輸出級采用AB類前饋式輸出級,做到了低靜態(tài)電流和低失真的折衷,同時達到了軌對軌的輸出。本文設計采用了帶有調零電阻的嵌套密勒補償,構造左零點抵消第二極點以獲得更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性�；鶞什捎肞TAT電流源以及基于PTAT電流源生成的電壓基準源。PTAT電流源作為運放輸入對的尾電流源以獲得隨溫度變化相對恒定的輸入級跨導。電壓基準源作為參考電壓供偏置電路使用,來獲得一些固定的偏置電壓。本文設計基于0.5μm的BCD工藝,使用Spectre仿真。仿真結果表明,常溫時在2.7V的電源電壓下,軌對軌運算放大器的開環(huán)增益達146dB,單位增益帶寬66MHz,相位裕度61°,壓擺率為128V/μs,電源電壓抑制比為107dB,共模抑制比為123dB,跨導隨輸入共模范圍變化率為7%。輸入共模電壓范圍0~2.7V,輸出共模電壓范圍0~2.7V,實現(xiàn)了軌對軌輸入和軌對軌輸出。
【學位單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN722.77
【部分圖文】：

入電壓范圍是指運算放大器輸入極正常工作時輸入電壓信號的言，輸入共模電壓范圍被擴展到整個電源電壓范圍。 是輸入共模電壓范圍的仿真電路圖，輸出端與反相端相連，運算式。同相端輸入信號 Vin+從-0.5V 到 3.3V 進行掃描，仿真結果如模電壓范圍為 0~2.7 V，達到了工作電壓范圍，達到了軌對軌的VDDGNDVoutVin+Vin-V1圖 3.33 輸入共模電壓范圍仿真電路

圖 3.36 輸出動態(tài)范圍仿真結果跨導的仿真跨導的仿真可以將運放接成圖 3.33 的單位增益模式，將端電壓范圍為 0~2.7V，做直流掃描。以看出，輸入級的總跨導基本保持相對恒定。其最大值g.9681mS，則跨導隨輸入共模電壓的變化率為 2.99%。M1:0 3.00562mSM2:1.35 3.05699M3:2.7 2.9681mS

對于輸入級跨導的仿真可以將運放接成圖 3.33 的單位增益模式，將兩差分對的跨導相加，然后同相端電壓范圍為 0~2.7V，做直流掃描。從圖3.37可以看出，輸入級的總跨導基本保持相對恒定。其最大值gmmax=3.05699mS,最小值 gmmin=2.9681mS，則跨導隨輸入共模電壓的變化率為 2.99%。M1:0 3.00562mSM2:1.35 3.05699M3:2.7 2.9681mS圖 3.37 輸入跨導隨輸入共模電壓仿真結果
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本文編號：2839678