二级运放电路分析：等效模型与静态特性

"等效电路模型-px4飞控介绍，二级密勒补偿运算放大器设计教程" 这篇资料主要讲解了二级密勒补偿运算放大器的工作原理、设计分析以及相关性能指标，适合初学者入门。首先，它介绍了运算放大器中的偏置电路，这种电路采用共源共栅的Widlar电流源，由M8到M13和RB组成，通过M12和M13的微电流源产生偏置电流IB，同时减少电流误差并为M14栅极提供偏置电压。 在静态特性部分，文章提到在不考虑调电阻M14的情况下，可以构建电路的等效模型，该模型是一个由互导放大器组成的结构。每个级联的放大器都是互导放大器，第一级由相同的差分输入对管M1和M2构成，其输出电阻R1的值可以通过公式(2.2)计算，并且第一级的电压增益可通过公式(2.3)得出。 进一步，资料还涉及了频率特性和相位补偿，这是运算放大器设计中的关键因素，确保放大器在高频下的稳定工作。调零电阻用于调整放大器的失调电压，以提高输出精度。此外，偏置电路的设计也对放大器的性能至关重要，因为它影响着共模抑制比(CMRR)、电源抑制比(PSRR)、转换速率(SlewRate)以及噪声等参数。 在设计指标部分，文中列举了共模输入范围、输出动态范围、单位增益带宽(GBW)、输入失调电压等相关指标的定义和计算，这些指标是衡量运算放大器性能的重要标准。其中，输入失调电压包括系统失调和随机失调，而工艺失配参数则影响失调电压的稳定性。静态功耗、CMRR、PSRR、SlewRate、噪声等也是设计师必须考虑的关键因素。 在电路设计章节，讨论了MOS管的工作区域、过驱动电压的影响，以及设计时需要考虑的各种约束，如对称性、失调、功耗、面积、直流增益等。相位补偿是确保稳定性的手段之一，而计算参数的确定和工作点分析则是设计流程中的重要步骤。 最后，资料提供了HSPICE仿真和Cadence仿真的方法，包括电路网表的建立、静态功耗和直流工作点的计算、各种性能指标的仿真验证，以及原理图的绘制和匹配问题，这些都是实际设计中不可或缺的部分。 这篇资料详细介绍了二级密勒补偿运算放大器的原理、设计技巧及仿真方法，对于理解运算放大器内部机制和优化设计具有重要的参考价值。