全差分两阶段运算放大器设计报告

本篇论文名为"Report_two-stage-opamp"，是一篇关于设计全差分二级CMOS运算放大器的国外研究报告。作者Raj Kumar Singh Parihar在2006年提交给Birla Institute of Technology & Science Pilani的教授Anu Gupta，旨在解决以下设计挑战。设计目标包括但不限于以下几个关键性能指标： 1. 技术平台：采用的是tsmcmm018工艺。 2. 供电电压（Vdd）：3.3伏特，保证了电源效率。 3. 负载电容（CL）：要求单端对差分模式下为1皮法拉，确保信号传输质量。 4. 功耗预算（PD）：控制在2.5毫瓦以内，实现低功耗设计。 5. 差分直流增益（Av）：要求达到至少95分贝，保证信号处理的精度。 6. 小信号带宽（UGB）：至少130兆赫兹，支持高速信号处理。 7. 阶跃响应（Phase Margin, PM）：大于55度，确保系统稳定性。 8. 输出摆幅：满量程差分输出应达到5伏特，提供足够的信号幅度。 9. 带宽（Slew Rate, SR）：大于100伏每微秒，保证快速响应能力。 10. 共模抑制比（CMRR）：大于125分贝，减少共模噪声干扰。 11. 电源抑制比（PSRR）：同样要求大于125分贝，提高抗电源噪声性能。 12. 输入失调电压（ICMR）：至少1.5伏特，保证输入信号线性范围。 13. 运行线性度：要求大于1.5伏特，确保在工作范围内性能一致。 理论部分介绍了运算放大器在模拟和混合信号系统中的核心地位，以及不同复杂度的运放被用于各种功能，如直流偏置生成、高速放大或滤波。在设计全差分二级CMOS运算放大器时，通过级联晶体管结构增加增益，同时兼顾噪声抑制、带宽和稳定性等多方面性能要求。本文的重点在于实现这些技术规格的同时，优化电路设计，确保在实际应用中表现出高效能和高质量。