二级密勒补偿运算放大器设计与共模抑制比分析

"这篇文档是关于二级密勒补偿运算放大器的设计教程，涵盖了共模等效电路、模拟集成电路（如CMOS）相关的技术，并对比分析了国内外主要的本体库。文档作者为尹睿，发布于2007年10月10日，旨在供新手入门参考，详细介绍了电路分析、设计指标、电路设计和仿真等内容。" 本文档深入探讨了二级运算放大器（运放）的工作原理和设计方法，特别关注了共模等效电路在模拟集成电路中的应用。共模等效电路是分析运算放大器性能的重要工具，它能够帮助理解电路对共模信号的处理能力。文档通过图3.1展示了共模等效电路，指出等效输入跨导(Gm)对于理解电路的响应至关重要。 电路分析部分详细描述了二级运放的结构、电路描述、静态特性和频率特性。电路结构包括了两个放大级，通常采用Miller补偿来提高放大器的稳定性。静态特性涉及输入偏置电流、静态工作点等，而频率特性则涵盖增益带宽、相位裕度等。相位补偿是确保电路稳定性的关键，文档讨论了如何实现这一目标。 设计指标部分列举了一系列关键参数，如共模输入范围、输出动态范围、单位增益带宽（GBW）、输入失调电压（包括系统失调和随机失调）、静态功耗、共模抑制比（CMRR）、电源抑制比（PSRR）、转换速率（SlewRate）以及噪声特性。这些参数对评估和优化运放性能至关重要。 在电路设计章节，文档讨论了MOS晶体管的工作区域、过驱动电压的影响、设计约束分析（包括对称性、失调、功耗、面积、直流增益、CMRR、PSRR、转换速率和噪声）。同时，还详细阐述了相位补偿的实现方法和计算参数的确定。 仿真部分包括了HSPICE和Cadence两种工具的使用，介绍了电路网表、仿真设置、静态功耗、增益、带宽、CMRR、PSRR、噪声、压摆率和输出动态范围的仿真过程。这些仿真步骤有助于验证设计的正确性和性能预测。 这份文档提供了全面的运算放大器设计基础，特别是对于那些希望进入模拟集成电路设计领域的新手来说，是一份非常有价值的参考资料。它不仅涵盖了理论知识，还包括了实际设计和仿真的实践指导，使读者能够理解和应用共模等效电路，以及评估和优化运放的关键性能指标。