一種高精度CMOS運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，由于電子測(cè)試測(cè)量產(chǎn)品在醫(yī)療領(lǐng)域、汽車電子系統(tǒng)、軍事航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，迫切要求采用CMOS低壓高精度運(yùn)算放大器以便于集成整合到后端芯片中制成SOC。因?yàn)闇y(cè)試測(cè)量中需對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大處理，于是對(duì)高精度運(yùn)算放大器研究成為必然，從而推進(jìn)了高精度運(yùn)放的發(fā)展。 本文是在對(duì)國內(nèi)外各種模擬低電壓CMOS運(yùn)算放大器做了廣泛的研究，分析其工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)，并吸收這些技術(shù)成果的基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)的一種高精度CMOS運(yùn)算放大器。本文主要從器件參數(shù)

2、、電路結(jié)構(gòu)和版圖來分析研究提高精度而設(shè)計(jì)的運(yùn)算放大器。在設(shè)計(jì)輸入級(jí)時(shí)，采用折疊式共源共柵差動(dòng)輸入結(jié)構(gòu)，同時(shí)采用PMOS管的差動(dòng)輸入結(jié)構(gòu)，主要是從減小噪聲和提高增益來考慮的，同時(shí)對(duì)折疊式共源共柵差動(dòng)輸入結(jié)構(gòu)所使用的偏置的電流鏡負(fù)載是采用了適合在低壓上工作的低壓寬擺幅共源共柵結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)放的精度及工作范圍；為了提高增益和降低閃爍噪聲而采用PMOS構(gòu)成的共源放大器作為增益級(jí)；為了降低隨機(jī)失調(diào)，增加輸出緩沖級(jí)。在輸出級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮高效率，采用

3、了推挽共源級(jí)放大器作為輸出級(jí)，輸出電壓擺幅基本上達(dá)到了電源電壓；為了保證運(yùn)放的穩(wěn)定性，采用了帶調(diào)零電阻的密勒補(bǔ)償技術(shù)對(duì)運(yùn)放進(jìn)行頻率補(bǔ)償。 整個(gè)電路采用在國內(nèi)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的2.0um的CMOS工藝參數(shù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并經(jīng)過orCADSPICE工具仿真，仿真結(jié)果表明，在直流電源±2.0V的條件下，輸入失調(diào)電壓達(dá)到21.7uV，直流流開環(huán)增益、單位增益帶寬積和共模抑制比分別達(dá)到87dB、1.44MHz和150dB，此外功耗為46mW，各項(xiàng)技