二级密勒补偿运算放大器设计与共模抑制比分析
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更新于2024-08-09
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"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。
2012-09-28 上传
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刘兮
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