基于csmc0.6μmcmosrailtorail運(yùn)算放大器的芯片設(shè)計(jì)研究

1、西北大學(xué)碩士學(xué)位論文基于CSMC 0.6μm CMOS Rail-to-Rail運(yùn)算放大器的芯片設(shè)計(jì)研究姓名：馬云飛申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師：張志勇20100601A b s t r a c tR e c e n t l y , t h el o w —v o l t a g ed e s i g nt e c h n i q u e si n A n a l o gI CD e s i g nh a v e

2、a t t r a c t e dm o r ea n d m o r e a t t e n t i o n ．A s a c o m m o n a n d i m p o r t a n t i n t e g r a t e dc e l lc i r c u i t ，t h e l o w —v o l t a g ed e s i g no f t h eo p e r a t i o n a la m p l i f i

3、 e r ( O p ·a m p ) h a si m p o r t a n tr e f e r e n c ea n d p r a c t i c a lv a l u e s ．W i t ht h ed e c r e a s eo ft h ev o l t a g e ，h o w e v e r ，t h ei n p u ta n do u t p u td y n a m i cr a n g eo f

4、 t h eO p - a m p w i l lc o n t i n u o u s l yr e d u c ei n t h ei n f l u e n c eo f t h et h r e s h o l dv o l t a g e ，w h i c hC a n s e r i o u s l ya f f e c tt h en o r m a lo p e r a t i o no f t h ep o s t -

5、 s t a g ec i r c u i t ．I no r d e rt o e n h a n c et h ei n p u ta n do u t p u td y n a m i cr a n g eo f t h eO p - a m p ，t h e d e s i g n o f t h eR a i l - t o —R a i lO p - a m p h a sb e c o m e r e s e a r c

6、hh o t s p o t s ．I n t h i s t h e s i s ，t h e O p —a m p w a s d e s i g n e d a n d a n a l y z e d f i r s t l y ．T h e c o n s t a n tt r a n s c o n d u c t a n c eo f t h e R a i l - t o —R a i li n p u ts t a g

7、e ，w h i c hi s o nt h eb a s i so ft h ef e e d —f o r w a r dc o m p e n s a t i o nc i r c u i t ，W a s p e r f o r m e d f o r t h e i n p u ts t a g e ．T h e b i a s i n gc i r c u i t i s w i t h t h ew i d e —s w

8、i n gc u r r e n t ·d r a i n c i r c u i t ．T h eo u t p u ts t a g ei s w i t ht h ef e e d —f o r w a r dc l a s sA B o u t p u ts t a g ec o n t r o l l e db yt h ef l o a t i n gc u r r e n ts o u r c e ．T h ec

9、 o m p e n s a t i n gc i r c u i ti si m p r o v e db yt h eM i l l e r c o m p e n s a t i o n c a p a c i t o r ．M e a n w h i l e ，a v o l t a g e b a n d —g a p r e f e r e n c e b a s e d o nt h ec u r r e n t ．m o

10、 d ec u r v a t u r ec o m p e n s a t i o nw a s d e s i g n e d ．T h es i m u l a t i n g r e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h et e m p e r a t u r ec o e f f i c i e n to f t h ev o l t a g eb a n d —g a pr e f e

11、r e n c ei s m e r e l y7 ．6 9 p p m ／。C u n d e rt h et e m p e r a t u r e r a n g eo f - 5 5 t 0 1 2 5 ℃．T h i r d l y , t h eD C c h a r a c t e r i s t i c ，t r a n s i e n tc h a r a c t e r i s t i ca n d t h eA C

12、 c h a r a c t e r i s t i c so f t h ed e s i g n e dc i r c u i t w e r es i m u l a t e da n da n a l y z e db y u s i n gt h es t a n d a r d C S M C 0 ．6 1 a m C M O St e c h n o l o g yp r o c e s sp a r a m e t e

13、r s ．T h es i m u l a t i o n r e s u l t sr e v e a l e dt h a t t h eO p —a m pm e e tt h eR a i l ．t o ．R a i li n p u ta n d o u t p u tr e q u i r e m e n t s ．T h eS t a t i cp o w e r c o n s u m p t i o ni s 1 ．0

14、 7 9 m W ，t h eo p e n - l o o p g a i ni s 12 3 ．5 d B ，t h eu n i t —b a n d w i d t hp r o d u c t i s 10 ．6 M H z ，a n dt h ep h a s e m a r g i ni s5 4 ．8 0 ．F i n a l l y , w i t h t h e C S M C0 ．6 L t mt e c h n

15、o l o g y p r o c e s s ，t h e c e l l u n i to ft h e c i r c u i t W a sd e s i g n e dO nt h e b a s i so f t h eb a s i c t h e o r yo f l a y o u td e s i g na n d t h es p e c i f i cr e q u i r e m e n t s o f t h

16、 ew h o l e c i r c u i t ．M e a n w h i l e ，a c c o r d i n g t o f u l l —c h i p E S Dp r o t e c t i o n a r c h i t e c t u r e ，t h e E S Dd e t e c t i o nd i s c h a r g ec i r c u i tW a sd e s i g n e db a s e

17、 d o nt h eF O D ，a n d t h eE S D p r o t e c t i o nd e v i c eW a s a l s od e s i g n e db yu s i n gt h eS C R t e c h n o l o g y ．T h e nt h ew h o l e l a y o u tw a sv e r i f i e db yt h ed e s i g n r u l ea n