一個對溫度不敏感的高增益運算放大器設(shè)計

2.4 直流增益分析

圖4所示的運算放大器存在兩級：折疊式共源共柵級增大直流增益和共源放大器。

第一級增益：

第二級增益：

整個運算放大器的增益：

因此，要提高運算放大器的增益，主要是提高相應(yīng)的MOS管跨導(dǎo)和輸出阻抗。同時合理地調(diào)節(jié)電路參數(shù)可以使增益、相位裕度等受溫度影響很小。

3 折疊共源共柵全差分運算放大器的版圖設(shè)計

應(yīng)該采用更加合理的版圖布局，更加統(tǒng)一的連線和過孔連接等，使對稱電路的寄生效應(yīng)一致。在全差分運算放大器版圖設(shè)計時，尤其要注意版圖的對稱。

4 仿真結(jié)果與分析

基于TSMC0.18μm工藝，版圖設(shè)計如圖5所示。對版圖提取寄生電阻、電容，采用HSpice，Cadence軟件進行模擬仿真。

其中圖6為頻率響應(yīng)隨溫度變化的曲線。從圖6可以看出，最大增益可達115 dBm，相位裕度為70°，在整個溫度范圍內(nèi)(-40～+125℃)增益變化僅為1 dBm，相位裕度僅變化5°。圖7中電源電壓從2.7 V變化到3.3 V范圍內(nèi)，該結(jié)構(gòu)的運算放大器受電源電壓影響很小，完全滿足實際應(yīng)用。

5 結(jié)語

本文針對藍牙功率放太器控制電路的要求，設(shè)計了一個對溫度不敏感的運算放大器。采用寬擺幅的偏置電路、選取合理的電路參數(shù)等，消除了溫度和電壓對運算放大器性能的影響。

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