軌到軌CMOS運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計.pdf

1、分類號TN432密級筮五重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目軌到軌CMOS運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計英文題目——Thedesignofrailt—orailCM—OS竺巳竺翌!i竺墜璺!壘坐衛(wèi)墅!!!碩士研究生喬紅斌指導(dǎo)教師熊平(研究員)論文提交日期2Q羔壘：壘論文答辯日期2Q13：曼堇曼論文評閱人王品紅【蟹究豆)答辯委員會主席劉玉奎2013年5月18日重麼整電太堂亟i金塞摘要摘要運(yùn)算放大器作為一種最基本的模塊在任何模擬和數(shù)字電路中都是不可或缺

2、的。而且其穩(wěn)定性能以及精確度對整個系統(tǒng)的性能起到了尤為關(guān)緊的作用。近年來，隨著科學(xué)的發(fā)展電子產(chǎn)品走進(jìn)了我們的生活，越來越多的便攜電子產(chǎn)品對電壓的要求以及隨著SOC(SystemOnC11ip)的迅速發(fā)展，用深亞微米標(biāo)準(zhǔn)CMOSI藝的模擬集成電路的設(shè)計己成為當(dāng)前芯片設(shè)計的一種趨勢。CMOS運(yùn)算放大器是模擬電路中重要基本單元，該單元不但要具有傳統(tǒng)運(yùn)放的基本特性，如高增益、低失調(diào)等，而且隨著低電源電壓的要求，還必須具備接近于電源電壓和地之間(

3、軌到軌)的輸入共模范圍和輸出擺幅。本文在深入了解國內(nèi)外軌到軌運(yùn)放研究動態(tài)的基礎(chǔ)上，研究了各種軌到軌恒跨導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)方法，如電流控制法、二極管控制法、最值電流控制法、寬長比控制法，以及上面方法的具體電路實(shí)現(xiàn)形式，并討論了每種形式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。同時討論了運(yùn)算放大器的輸出級電路，關(guān)鍵是可以實(shí)現(xiàn)軌到軌輸出、主要討論了低失真的AB類輸出結(jié)構(gòu)，包括反饋型和前饋型AB類輸出結(jié)構(gòu)的工作原理、工作電路以及電路的優(yōu)缺點(diǎn)。本文設(shè)計了一個前饋型的軌到軌運(yùn)算放大器。

4、輸入級采用一倍電流鏡控制的互補(bǔ)差分對結(jié)構(gòu)，以達(dá)到輸入電壓軌到軌以及輸入跨導(dǎo)恒定的目的。輸出級采用低失真的AB類輸出結(jié)構(gòu)，提高了輸出電壓的范圍和效率，達(dá)到了軌到軌以及低失真輸出，提高了運(yùn)放的負(fù)載驅(qū)動能力?；跓o錫華潤上華CSMC035mI藝，并經(jīng)過CMenceSpec仃eI具仿真，在工藝庫標(biāo)準(zhǔn)的電源電壓33V和20pF負(fù)電容以及負(fù)載電阻為200K的情況下，運(yùn)放的靜態(tài)功耗為700uW運(yùn)放在整個共模范圍內(nèi)總跨導(dǎo)變化僅15％，電壓增益變化僅為2