折叠式共源共栅运算放大器设计.doc

IC测试实验论文
折叠式共源共栅两级放大器

专业:微电五班
姓名:姬兰婷 51100534
张馨元 51100536



目录
一. 摘要………………………………………………………………………2
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摘要
运算放大器在现代科技的各个领域得到了广泛的应用,针对不同的应用领域出现了不同类型的运放。本文完成了一个由pmos作输入的放大器。,负载电容为1pf,增益Av大于80dB,带宽GBM大于100MHz的放大器。输出级采用共源级结构以提高输出摆幅及驱动能力,为达到较宽的带宽,本文详细分析推导了电路所存在的极零点,共源共栅镜像电流源产生Ibias。选择P沟道晶体管的宽度和长度,使得它们的m g 和ds r 与N沟道晶体管的情况相匹配。
关键字:运算放大器、共源共栅级、极点
Abstract
Operation amplifiers are widely used in many field s nowadays。All kinds of differential operation amplifiers appear f6r special basic cell of which is fully differential operation amplifiers is designed in the Supply ,load capacitor 1pf,Gain>80dB,GBM>100MHz。The output stage mon source amplifier for getting proper DC operation point,for the purpose of wider bandwidth,we carefully analysis the pole and zero in the circuit ,mon mon gate as current Ibias。Choose pmos w/l to make their mg and dsr which can match with nmos。
Kay words:Operation mon mon gate、pole

二、电路设计指标
“理想’’运放具有以下的特性:无限大的输入阻抗和输出电流;无限大的转换速率和开环增益;无噪声、失调、功耗浪费和信号失真;无负载、频率和电源电压的限制川。
事实上,没有运放能达到以上所有的特性。在实际的设计中,运放参数中的大多数都会互相牵制,这将导致设计变成一个多维优化的问题。
Design an operation amplifier, with PMOS input
Power Supply: VDD =
Load Capacitor: COUT = 1pF
Requirements:
Gain: AV > 10000 (80dB)
Gain Bandwidth: GBW > 100MHz
Phase Margin: PM » 60°
Slew rate: SR> 10V/us
Settling time: <1us
电路结构
原理图绘制如图1, 两级运放主体结构可以看成两个单级放大器,折叠共源共栅差分输入级和共源增益输出级, 辅助电路为偏置电路和频率补偿电路. 差分输入级采用折叠共源共栅结构输入对管,PMOS 高摆幅电流镜负载; 共源级采用NMOS 放大管, PMOS 管作有源负载; 输出级驱动电容负载CL; : 信号由折叠共源共栅差分对管两端输入, 差模电压被转化为差模电流, 差模电流作用在电流镜负载上又转化成差模电压, 信号电压被第一次放大后由共源共栅结构被转化为单端输出, 随即进入共源级再一次被放大后从漏端输出驱动电容负载.


折叠式共源共栅放大器电路图
密勒补偿技术在共源共栅运放结构中可以有的两种具体实现形式: 连接在运放输出节点X