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          0.6μmCMOS工藝全差分運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2011-01-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            對(duì)該運(yùn)算放大器進(jìn)行小信號(hào)分析,可以計(jì)算出第一級(jí)套筒式結(jié)構(gòu)的放大倍AV1,公式為:

          A v1≈g2[(gm4τ2τ4)·(gm6τ6τs)]

            其中,gm2、gm4、gm6分別表示M2、M4、M6的跨導(dǎo),r2、r4、r6、r8分別表示M2、M4、M6、M8管的輸出電阻。

            第二級(jí)共源級(jí)放大結(jié)構(gòu)的單端放大倍AV2可用下式計(jì)算:

          AV2=-gM10r10

            其中,gM10、r10分別表示M10管的跨導(dǎo)和輸出電阻。因此,整個(gè)米勒補(bǔ)償型運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益A v可以用第一級(jí)和第二級(jí)的放大倍數(shù)之積來(lái)表示:

          A v=A v1A v2

            1.2 共模反饋電路

            由于本設(shè)計(jì)采用的是結(jié)構(gòu),所以,為了通過(guò)穩(wěn)定直流來(lái)穩(wěn)定輸出共模電壓,保證輸出級(jí)工作于線性區(qū),通常需要一個(gè)共模反饋(CMFB)電路。共模反饋電路一般有兩種類型。一種為連續(xù)時(shí)間式,另一種為開(kāi)關(guān)電容式。本設(shè)計(jì)采用的是開(kāi)關(guān)電容式結(jié)構(gòu),圖2所示是開(kāi)關(guān)電容式共模反饋電路。其中S1~S6為開(kāi)關(guān),C1~C4是共模反饋電容,Vout+和Vout-是運(yùn)放的輸出電壓,ψ1和ψ2是兩相不交疊的時(shí)鐘信號(hào)。VCM是理想共模輸出電壓,Vb1是理想的共模偏置電壓,Vb2是實(shí)際的共模偏置電壓,即運(yùn)放中電流源的控制電壓。實(shí)際中,S1~S6的開(kāi)關(guān)都是由NMOS管實(shí)現(xiàn)的。

          開(kāi)關(guān)電容式共模反饋電路

            1.3 偏置電路

            偏置電路主要用于提供折疊共源共柵放大器及共模反饋的偏置電壓。本文采用如圖3所示的寬擺幅電流源偏置電路結(jié)構(gòu)。在共源共柵輸入級(jí)中,通常需要三個(gè)電壓偏置。為了使輸入級(jí)的動(dòng)態(tài)范圍大一些,圖3中的寬擺幅電流源用來(lái)產(chǎn)生所需要的三個(gè)偏置電壓。根據(jù)寬擺幅電流源的設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足以下關(guān)系式:

          公式



          關(guān)鍵詞: mCMOS 0.6 工藝 全差分

          評(píng)論


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