一種高精度低噪聲運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì).pdf

1、運(yùn)算放大器是集成電路中非常關(guān)鍵的部分。例如，放大器是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，濾波器，傳感器等高級(jí)系統(tǒng)的核心部件，放大器的性能高低往往決定了一個(gè)系統(tǒng)的整體性能，甚至限制了系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。自從十九世紀(jì)六十年代Widlar研制成功第一個(gè)商用放大器開始，放大器發(fā)展迅速。從最初的低密度，大尺寸，高功耗等，逐漸向高集成度，極小尺寸，低壓低功耗發(fā)展。如今，特征尺寸已經(jīng)進(jìn)入納米級(jí)。工藝發(fā)展給模擬IC帶來益處的同時(shí)也伴隨著諸多挑戰(zhàn)。近些年來，隨著消費(fèi)電子，通信，計(jì)

2、算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等的發(fā)展，系統(tǒng)的復(fù)雜度也越來越高，對各種子系統(tǒng)(如放大器等)和元器件的要求也更嚴(yán)苛。放大器性能的提高又反過來提高了系統(tǒng)的性能?？傊?，各種電子系統(tǒng)和放大器相互促進(jìn)，相互發(fā)展。即便到了今天，深入研究運(yùn)算放大器，不斷提出新的運(yùn)放結(jié)構(gòu)和改進(jìn)運(yùn)放的性能，依然具有十分重要的意義。
　　本文主要設(shè)計(jì)了一個(gè)高精度低噪聲運(yùn)算放大器，主要用于濾波器和低噪聲應(yīng)用領(lǐng)域。首先介紹了噪聲的一些基礎(chǔ)知識(shí)，然后從工藝，器件，電路結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域探討了如何較小

3、噪聲和失調(diào)，這決定了輸入級(jí)的選擇。為實(shí)現(xiàn)高低頻增益，中間級(jí)采用折疊式共射共基結(jié)構(gòu)。為隔離負(fù)載，提高線性度，提高驅(qū)動(dòng)水平，采用了double buffer結(jié)構(gòu)。為得到穩(wěn)定可控的電流，本文采用峰值電流源電路來實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)大的帶寬，第二級(jí)內(nèi)部采用了前饋補(bǔ)償來旁路特征頻率較低的PNP晶體管。穩(wěn)定性方面，我們采用傳統(tǒng)的調(diào)零電阻式miller補(bǔ)償。
　　本文所用的工藝是上海先進(jìn)半導(dǎo)體（ASMC）4μm雙極型工藝，采用了Hspice軟件進(jìn)行仿