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1、1,两级运放设计,贾海珑 2010.10Email:,2,典型CMOS运放,3,指标(Spec),管子长度 0.8 m 管子宽度 1 m 面积 10000 m2 负载电容= 3 pF 共模输入电压固定在（VDD + VSS）/2 输出动态范围0.1(VDD-VSS), 0.9(VDD-VSS) 静态功耗 2mW 开环直流增益 80 dB 单位增益带宽 40 MHz 相位裕量 60 degree 转换速率 30 V/us 共模抑制比 60dB 负电源抑制比 80dB 等效输入噪声 300 nV/ HZ 1KHz 输入失调电压 0.5 mV,4,设计分析开环增益Av,5,频率特性和相位补偿,6,频
2、率特性和相位补偿,7,频率特性和相位补偿,8,频率特性和相位补偿,9,频率特性和相位补偿,10,频率特性和相位补偿,11,频率特性和相位补偿,12,等效输入噪声,13,转换速率 Slew rate (SR),14,输入失调电压,15,偏置电路,16,偏置电路,17,偏置电路,18,手工计算,给定运放工作的正电源电压为5V，负电源电压为0V。由设计指标的要求，静态功耗不大于2mw，所以电源提供的总电流必须不大于400uA。首先进行电流分配：偏置电路各分配10uA；将第二级分配尽可能大的电流，定为290uA；剩余的90uA分配给第一级电路。并且这样的分配可以保证在Cc小于3pf的时候满足SR不小于
3、30V/uS的要求。具体的设计，先从等效输入噪声入手。,19,等效输入噪声,20,非主极点确定M6,21,失调电压关系,22,确定M5，M7,23,偏置部分与频率补偿,24,偏置部分与频率补偿,25,偏置部分与频率补偿,26,Hspice仿真调试运放,1） .OP分析 在Spectre中，直接用DC 工作点分析就可以得到，验证运放是否满足功耗要求。 在后续各项运放性能仿真中，将Hspice仿真方法转为Spectre仿真方法。,27,失调电压分析 offset,28,共模输入电压范围,29,动态输出范围,30,交流小信号分析,31,共模抑制比,32,转换速率SR,将输出端全部反馈回反相输入端，即将运放接成单位增益放大器，然后在同相输入端分别加正、负阶跃脉冲，进行瞬态分析，即可得到Slew Rate的值。vin1 vi2 gnd pulse 0 5v 1us 0 0 1us 2us vin2 vi1 5 0 .tran 1ns 3us 测得SR为35Vus。,33,等效输入噪声,34,设计结果小结,35,谢谢!,
