二级密勒补偿运算放大器设计与仿真教程

"仿真网表-px4飞控介绍" 这篇资料主要介绍了仿真网表在px4飞控中的应用，特别是针对二级密勒补偿运算放大器的设计教程。该文档由udan编写，来源于专用集成电路与系统国家重点实验室，适用于新手学习运算放大器的原理和设计。 在电路分析部分，文档详细讲解了二级运放的结构、描述、静态特性和频率特性。电路结构包括两个放大级，通常由NMOS和PMOS组成，用于提高增益和稳定输出。静态特性涉及偏置电流、输入电压范围和输出电压范围等。频率特性则讨论了运放的截止频率和增益带宽产品（GBW）。相位补偿是关键，确保放大器在高频时保持稳定，通常通过电容和电阻网络实现。 调零电阻用于校正输入失调电压，这包括系统失调和随机失调，它们是由工艺失配导致的。静态功耗是指未进行信号处理时，运算放大器消耗的功率。共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）是衡量放大器性能的重要指标，分别表示对共模信号的抑制能力和电源噪声的抑制能力。 转换速率（SlewRate）定义了放大器输出电压随时间变化的能力，它与GBW和压摆率有关。噪声部分涵盖了低频噪声和输入积分噪声，这些因素影响了运放的信噪比。 电路设计阶段，需要考虑MOS管的工作区域、过驱动电压的影响以及各种约束，如对称性、失调、功耗、面积、直流增益、共模抑制比、电源抑制比、转换速率和等效输入噪声。相位补偿设计用于确保电路在高频下的稳定性。计算参数和设计步骤指导设计师完成具体的设计和仿真。 仿真部分包括使用HSPICE和Cadence软件进行的模拟。HSPICE仿真涵盖了电路网表、静态功耗、直流增益、带宽、相位裕度、CMRR、PSRR、噪声、压摆率和输出动态范围。Cadence仿真则涉及软件操作、原理图绘制、单管匹配、电路符号绘制和基本指标的仿真验证。 这份资源提供了二级密勒补偿运算放大器的全面设计指南，涵盖了理论、设计考虑和实际仿真的全过程，对于理解运算放大器的工作原理和设计技巧具有重要价值。