一種低壓低功耗CMOS軌對軌運算放大器的設(shè)計.pdf

1、運算放大器是模擬電路中最重要的單元電路，在各種模擬電路和數(shù)?；旌想娐分械玫搅藦V泛的應(yīng)用在。近年來，隨著便攜式電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用和因CMOS工藝的不斷進步而導(dǎo)致的閾值電壓的不斷降低，低壓低功耗模擬電路越來越受青睞。低壓低功耗的模擬電路也是當今模擬電路設(shè)計的一個熱點。隨著電源電壓的降低，信號的動態(tài)范圍減小，運算放大器通常需要實現(xiàn)軌對軌的輸入和輸出。 本論文針對國內(nèi)外低壓低功耗軌對軌運算放大器做了廣泛的調(diào)查和研究，分析了多種運放的工作

2、原理和優(yōu)缺點，在吸收前人成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一個低壓低功耗軌對軌運算放大器。運算放大器采用兩級運放的結(jié)構(gòu)。運放的第一級采用互補差分對結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)軌對軌輸入，采用折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)實現(xiàn)第一級的高增益。采用電流鏡技術(shù)來實現(xiàn)輸入級的跨導(dǎo)的恒定。輸出級采用共源結(jié)構(gòu)的互補甲乙類輸出結(jié)構(gòu)，提高了輸出電壓的范圍和效率，達到了軌對軌輸出。設(shè)計了一個帶隙基準電壓源，給運放提供較穩(wěn)定的偏置電壓和偏置電流。偏置電路采用共源共柵電流鏡，以實現(xiàn)較高的電源抑制比。運

3、放的頻率補償采用共柵頻率補償?shù)姆椒ǎ韵野肫矫娴牡皖l零點。 整個電路采用臺積電(TSMC)0.35μm3.3V CMOS數(shù)模混合工藝庫進行設(shè)計，并經(jīng)過Star-Hspice2004仿真軟件仿真。仿真結(jié)果表明，在工藝庫標準的電源電壓3.3V和20pF負載電容的情況下，運放的靜態(tài)功耗為0.95mW，直流增益為113dB，單位增益帶寬為9.5MHZ，相位裕度為73°，壓擺率為8.2V/μS，輸入共模電壓范圍為0-3.3V，輸出電壓