一款軌到軌輸入-輸出運算放大器的設計與研究.pdf

1、運算放大器作為電路中的必不可少基本單元，廣泛的應用于電源管理芯片，媒體播放器，移動手持設備和車載導航系統(tǒng)等。作為各種控制環(huán)路中必不可少的部分。隨著電源電壓的降低，在有些應用中，運算放大器需要較大范圍的共模輸入電壓，因此軌到軌運算放大器作為一種特殊的運算放大器成為運放領域中的又一研究熱點。國內軌到軌運算放大器的獨立產品十分稀少，多數為集成在大型 SoC芯片之中，而國外在軌到軌運算放大器領域引領風騷的公司主要有亞德諾半導體公司，德州儀器公司

2、和馬克西姆公司。因此國內加強在此方面的研究是十分必要的。本項目來源于一款工業(yè)控制芯片中一個單獨的運放模塊，作為通用運放供整個系統(tǒng)所用。
　　論文在分析工控芯片系統(tǒng)的要求之后，制定了運放的設計指標，設計得到了一種軌到軌運算放大器。為了解決軌到軌輸入范圍的問題和高效率的問題，選擇了CMOS互補差分輸入結構和 class AB輸出結構。在對比了三倍電流鏡法、齊納二極管控制法、電子齊納二極管控制法三種恒定跨導控制電路后，選擇三倍電流鏡法作

3、為恒定跨導控制電路。選擇適當的電容對運放進行頻率補償，解決其在大容性負載情況下的穩(wěn)定性問題。在電路結構確定和基本的晶體管尺寸確定之后，利用 cadence公司的SPECTRE電路仿真軟件對電路進行了模擬仿真，結果表明：電路在整個共模輸入范圍內跨導能夠基本保持恒定，變化范圍小于15％，在典型工藝角之下，直流增益85dB，單位增益帶寬18.9MHz，相位裕度78deg，靜態(tài)功耗873uW。該芯片采用 tower jazz0.18umBCD工