發(fā)布時間：2021-09-19 20:27

　　近年來,隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展,便攜式電子產(chǎn)品和智能可穿戴設(shè)備席卷全球電子市場。在這一形勢下,為延長電子產(chǎn)品的待機(jī)時間,降低電源電壓成為主要的技術(shù)手段。然而,在模擬電路中電源電壓的降低將會使得電路的信噪比下降,甚至不能工作。為充分利用日漸降低的電壓、保持高的信噪比,軌到軌運(yùn)算放大器成為研究的熱點(diǎn)。本文介紹了軌到軌放大器在業(yè)界的研究進(jìn)展,并結(jié)合一般運(yùn)放的設(shè)計方法和軌到軌運(yùn)放的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計了一款輸入和輸出軌到軌的運(yùn)算放大器。輸入級由在高低電平分別導(dǎo)通的互補(bǔ)差分輸入對并聯(lián)組成,并以電流開關(guān)和一倍電流鏡作為輔助電路,實(shí)現(xiàn)軌到軌恒跨導(dǎo)輸入。針對所用工藝,提出了兩種解決輸入級相位翻轉(zhuǎn)的辦法;采用共射-共基結(jié)構(gòu)作為中間級實(shí)現(xiàn)高增益,并設(shè)計共模電壓反饋電路以提高共模抑制比;輸出級使用AB類運(yùn)放實(shí)現(xiàn)軌到軌的電壓擺幅,并承擔(dān)一定的增益。采用米勒補(bǔ)償方式設(shè)計補(bǔ)償電路,使得環(huán)路在整個共模輸入范圍內(nèi)都正常工作。基于西岳提供的器件模型,通過對本項(xiàng)目中使用到多器件并聯(lián)時的寄生電容進(jìn)行計算和歸一化處理,利用Cadence Spectre進(jìn)行電路仿真,結(jié)果表明:在3V單電源電壓、2kΩ電阻和100pF電容... 

【文章來源】：西安微電子技術(shù)研究所陜西省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 本文的主要工作
    1.3 文章的結(jié)構(gòu)安排
第二章 軌到軌運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計要求
    2.1 運(yùn)算放大器的基本結(jié)構(gòu)
    2.2 運(yùn)算放大器的設(shè)計方法
    2.3 運(yùn)算放大器的主要指標(biāo)
        2.3.1 輸入誤差特性參數(shù)
        2.3.2 開環(huán)差模特性參數(shù)
        2.3.3 共模特性參數(shù)
        2.3.4 瞬態(tài)特性與電源特性
    2.4 設(shè)計指標(biāo)要求
        2.4.1 電性能指標(biāo)
        2.4.2 其他指標(biāo)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 軌到軌運(yùn)算放大器的設(shè)計
    3.1 運(yùn)放的輸入級設(shè)計
        3.1.1 軌到軌輸入級設(shè)計
        3.1.2 輸入級相關(guān)指標(biāo)設(shè)計
    3.2 運(yùn)放的中間級設(shè)計
        3.2.1 雙極型串接組態(tài)
        3.2.2 中間級電路結(jié)構(gòu)
    3.3 運(yùn)放的輸出級設(shè)計
        3.3.1 運(yùn)放的輸出級概述
        3.3.2 輸出級線路結(jié)構(gòu)
        3.3.3 共模抑制比設(shè)計
    3.4 運(yùn)放的偏置電路設(shè)計
        3.4.1 偏置電路基本原理
        3.4.2 實(shí)際偏置電路設(shè)計
    3.5 運(yùn)放的頻率補(bǔ)償設(shè)計
        3.5.1 運(yùn)放的穩(wěn)定性考慮
        3.5.2 運(yùn)放的補(bǔ)償原理
        3.5.3 頻率補(bǔ)償電路設(shè)計
        3.5.4 帶寬與壓擺率設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第四章 電路仿真與版圖設(shè)計
    4.1 器件參數(shù)優(yōu)化
    4.2 重點(diǎn)參數(shù)仿真與分析
        4.2.1 偏置部分仿真
        4.2.2 運(yùn)算放大器參數(shù)仿真
        4.2.3 設(shè)計指標(biāo)與仿真結(jié)果對比
    4.3 電路版圖設(shè)計
        4.3.1 版圖設(shè)計規(guī)則
        4.3.2 版圖設(shè)計重點(diǎn)
        4.3.3 總體電路版圖
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加的工作及取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型運(yùn)放相位反轉(zhuǎn)保護(hù)電路[J]. 汪西虎,吳龍勝,劉佑寶.  半導(dǎo)體學(xué)報. 2008(09)
[2]一種恒跨導(dǎo)軌對軌輸入/輸出CMOS運(yùn)算放大器[J]. 劉學(xué).  現(xiàn)代電子技術(shù). 2007(12)
[3]一種采用共柵頻率補(bǔ)償?shù)能壍杰壿斎?輸出放大器[J]. 王為之,靳東明.  半導(dǎo)體學(xué)報. 2006(11)
[4]一種基于準(zhǔn)浮柵技術(shù)的折疊差分結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用[J]. 張寶君,楊銀堂,朱樟明,張海軍.  微電子學(xué). 2006(01)
[5]一種電流求和型CMOS基準(zhǔn)電流源[J]. 李煒,蔡敏.  半導(dǎo)體技術(shù). 2005(11)
[6]1～4GHz微封裝寬帶放大器[J]. 高長征,郝景紅.  半導(dǎo)體情報. 2001(05)
[7]高壓大功率運(yùn)算放大器PA85[J]. 賈愛蓮.  國外電子元器件. 2000(01)
[8]儀器放大器精度的分析討論[J]. 劉保錄.  自動化儀表. 1995(04)

碩士論文
[1]電源管理芯片中高性能放大器的研究與設(shè)計[D]. 李攀.西北大學(xué) 2007
[2]低壓微功耗CMOS運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計[D]. 賈政亞.電子科技大學(xué) 2005
[3]低壓微功耗軌至軌輸出CMOS運(yùn)放研究設(shè)計[D]. 黃云川.電子科技大學(xué) 2005
[4]低電壓、高精度運(yùn)算放大器的設(shè)計研究[D]. 鄭學(xué)軍.華東師范大學(xué) 2002
[5]新型Rail-to-Rail運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計[D]. 馬曉龍.西北大學(xué) 2002



本文編號：3402281