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基于增益提高技术的两级放大器电路设计 评论(0) 收藏(0
所属分类:基础电路 运算放大
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概述:
基于chartered 0.35 μm工艺,采用PMOS管作为输入管的折叠式共源共栅结构,设计了一种采用增益提高技术的两级运算放大器.利用Cadence公司的spectre对电路进行仿真,该电路在3.3 V电源电压下具有125.8 dB的直流开环增益,2.43 MHz的单位增益带宽,61.2°的相位裕度,96.3 dB的共模抑制比.
 

0 引言
运算放大器是许多模拟系统和混合信号系统中的一个重要部分.高的直流增益无疑是运算放大器重要的设计指标.由于运算放大器一般用来实现一个反馈系统,其开环直流增益的大小决定了使用运算放大器的反馈系统的精度.在现代CMOS模拟电路中,低压差线性稳压器(LDO)的设计中,要求运算放大器有高的直流增益来减小其静态误差.折叠式共源共栅结构可以提供高的增益,大的输出电压摆幅,好的频率特性,而且功耗比较低.


本文根据设计要求,设计了一种采用增益提高技术的两级放大器:第一级为在差分输入单端输出的折叠式 共源共栅放大器中采用增益提高技术的低电压电流镜,以达到高增益且可提供适当摆幅,第二级采用共源极电路结构以增大输出摆幅,同时提供适当的增益.在放大 器的两级之间,采用改善零点频率的密勒补偿技术来使电路达到稳定.经过Cadence spectre软件仿真显示,该结构直流增益达到了125.8 dB,相位裕度达到了61.2°.

1 运算放大器的设计
本文所设计的电路是在采用折叠式共源共栅结构的两级放大器中,采用增益提高技术的低电压电流镜来得到高增益.
增益提高技术利用反馈技术来提高信号通路上的输出阻抗,可以通过如图1所示的结构来说明.该结构通 过电流电压反馈来控制M4 源端的电压,使其保持恒定值,由于放大器M6 的作用,输出电压的变化对M2 漏端电压的影响很小.通过M2 的电流变得恒定,从而产生更高的输出阻抗.由小信号电路分析可知,该电路的输出阻抗与传统的共源共栅结构相比,增加了A1 倍.
其输出阻抗表达式为:

(详细内容请阅读PDF文档)


运算放大器整体电路.jpg [ 26.4 KB ] [ 原理图 ] [ 下载次数:5 ]
带增益提高技术的低电压电流镜结构.jpg [ 23.7 KB ] [ 原理图 ] [ 下载次数:2 ]
带增益提高技术的共源共栅结构.jpg [ 29.4 KB ] [ 原理图 ] [ 下载次数:1 ]
运算放大器总电路结构.jpg [ 11.4 KB ] [ 框图 ] [ 下载次数:1 ]
基于增益提高技术的两级放大器电路设计.pdf [ 337.1 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:14 ]

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