高增益跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)及在濾波器中應(yīng)用.pdf

1、隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，低功耗，高性能已成為電子產(chǎn)品尤其是便攜式電子產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)指標(biāo)，跨導(dǎo)運(yùn)算放大器（OTA）作為一個(gè)通用模塊被廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)大電容負(fù)載電路，如振蕩器，數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)，以及 LDO，DC-DC中的誤差放大器。這些系統(tǒng)中的應(yīng)用要求 OTA設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該具有較低的靜態(tài)功耗和合理的高速響應(yīng)。然而，經(jīng)典結(jié)構(gòu)的放大器，由于其尾電流固定，難以兼顧滿足靜態(tài)下的低功耗高增益和大信號(hào)下的高速驅(qū)動(dòng)的要求，低功耗和高速的要求是矛盾的。所以設(shè)計(jì)具有高增

2、益，低功耗，大擺率的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器成為了集成電路的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。
　　本文系統(tǒng)地歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外跨導(dǎo)運(yùn)算放大器研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)，詳細(xì)介紹 MOS管集成電路原理，跨導(dǎo)運(yùn)算放大器 OTA電路的基本工作原理，通過經(jīng)典 OTA電路模型的電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)自適應(yīng)尾電流技術(shù)和電流鏡分流技術(shù)設(shè)計(jì)了一種新型的 OTA跨導(dǎo)運(yùn)算放大器。本設(shè)計(jì)采用無錫華潤(rùn)上華公司0.5um DPTM混合信號(hào)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。電路中共模電平選用1.2V，負(fù)載電容 CL選用30

3、pF。繪制出新型OTA電路圖，通過HSPICE對(duì)經(jīng)典OTA電路和改進(jìn)型OTA電路進(jìn)行仿真對(duì)比，仿真結(jié)果顯示改進(jìn)型 OTA電路低頻增益62.4dB,低頻帶寬1.623MHZ,大信號(hào)擺率22.1V/us,版圖面積為0.03mm2。同時(shí)兼顧了靜態(tài)低功耗和動(dòng)態(tài)快速響應(yīng)的性能要求。
　　本文后半部分是將設(shè)計(jì)的新型OTA電路應(yīng)用到OTA-C濾波器設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)典的全集成 OTA-C有源濾波器的設(shè)計(jì)方法，分別基于信號(hào)流程圖法和級(jí)聯(lián)法設(shè)計(jì)出來二階