一款轨到轨输入输出运算放大器设计与研究.pdf

代号 10701 学号 1086490663

分类 TN4 密级 公开

号
UDC 编号














题 （中 、英文 ）目 一款轨到轨输入/输出运算放大器的设计与研究

Design of a rail-rail input and output

t
operational amplifier



作者姓名 辛国松 学校指导教师姓名职称 张玉明教授
工程领域 集成电路工程 企业指导教师姓名职称 田泽研究员

论文类型 技术论文 提交论文日期 二○一三年一月
西安电子科技大学
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摘要
摘 要
运算放大器作为电路中的必不可少基本单元，广泛的应用于电源管理芯片，媒
体播放器，移动手持设备和车载导航系统等。作为各种控制环路中必不可少的部
分。随着电源电压的降低，在有些应用中，运算放大器需要较大范围的共模输入
电压，因此轨到轨运算放大器作为一种特殊的运算放大器成为运放领域中的又一
研究热点。国内轨到轨运算放大器的独立产品十分稀少，多数为集成在大型 SoC
芯片之中，而国外在轨到轨运算放大器领域引领风骚的公司主要有亚德诺半导体
公司，德州仪器公司和马克西姆公司。因此国内加强在此方面的研究是十分必要
的。本项目来源于一款工业控制芯片中一个单独的运放模块，作为通用运放供整
个系统所用。
论文在分析工控芯片系统的要求之后，制定了运放的设计指标，设计得到了
一种轨到轨运算放大器。为了解决轨到轨输入范围的问题和高效率的问题，选择
了 CMOS 互补差分输入结构和 class AB 输出结构。在对比了三倍电流镜法、齐纳
二极管控制法、电子齐纳二极管控制法三种恒定跨导控制电路后，选择三倍电流
镜法作为恒定跨导控制电路。选择适当的电容对运放进行频率补偿，解决其在大
容性负载情况下的稳定性问题。在电路结构确定和基本的晶体管尺寸