運算放大器是模擬集成電路中最基本的組成部分之一,其性能好壞影響著整個電路系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。隨著便攜式電子產(chǎn)品的逐漸普及,低電壓、低功耗運算放大器成為模擬電路領域的一個研究熱點。由于較低的電源電壓和電源電流會降低運放的動態(tài)范圍和噪聲性能,使得低電壓、低功耗系統(tǒng)對運算放大器提出了更高的要求。為了得到最大化的動態(tài)范圍,需要對傳統(tǒng)運放結(jié)構(gòu)進行改進,使運放能夠處理負電源軌到正電源軌的電壓信號。因此對低功耗軌到軌運算放大器的研究具有重要意義。本文介紹了功耗與噪聲、穩(wěn)定性之間的折衷關(guān)系,分析了雙極型工藝在低功耗設計中具有的優(yōu)勢,并研究了軌到軌恒定跨導輸入級和軌到軌輸出級的基本原理。結(jié)合相關(guān)理論知識,本文設計了一款基于雙極型工藝的低功耗軌到軌運算放大器。偏置電路采用峰值電流源提供基準電流;輸入級使用一個電流開關(guān)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)恒定跨導,并采用開關(guān)管串聯(lián)電阻的方法擴展過渡區(qū)范圍,進而提高過渡區(qū)的共模抑制比;中間級采用折疊式共射-共基結(jié)構(gòu)提高運放的開環(huán)增益;輸出級采用AB類共射極結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軌到軌輸出電壓擺幅。本文所設計的運算放大器采用中科渝芯W(wǎng)C40S雙極型工藝,并使用Cadence Spectre仿真工具對電路進行... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

共模輸入電壓范圍的仿真結(jié)果

電子科技大學碩士學位論文46VINVOUTR2R1RLCL圖4-12輸出電壓擺幅的仿真原理圖仿真結(jié)果如圖4-13所示，從圖中可以看出，輸出電壓的最大值為4.954V，最小值為4.965V，離正負電源軌40mV左右，滿足軌到軌輸出要求。圖4-13輸出電壓的仿真結(jié)果將輸入電壓VIN分別取為5V和5V，對負載電阻RL進行參數(shù)掃描，范圍為1K~100K，可以得到最高輸出電壓VOH和最低輸出電壓VOL與負載電阻RL的關(guān)系曲線，取VOL的絕對值，其仿真結(jié)果如圖4-14所示，可以看出，隨著負載電阻RL的增大，運放的輸出電壓擺幅也會增大。圖4-14輸出擺幅與負載電阻的關(guān)系曲線

電子科技大學碩士學位論文46VINVOUTR2R1RLCL圖4-12輸出電壓擺幅的仿真原理圖仿真結(jié)果如圖4-13所示，從圖中可以看出，輸出電壓的最大值為4.954V，最小值為4.965V，離正負電源軌40mV左右，滿足軌到軌輸出要求。圖4-13輸出電壓的仿真結(jié)果將輸入電壓VIN分別取為5V和5V，對負載電阻RL進行參數(shù)掃描，范圍為1K~100K，可以得到最高輸出電壓VOH和最低輸出電壓VOL與負載電阻RL的關(guān)系曲線，取VOL的絕對值，其仿真結(jié)果如圖4-14所示，可以看出，隨著負載電阻RL的增大，運放的輸出電壓擺幅也會增大。圖4-14輸出擺幅與負載電阻的關(guān)系曲線


本文編號：3225602