一種恒跨導(dǎo)CMOS運算放大器的設(shè)計
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2．2 頻率補償
兩級CMOS運算放大器的密勒補償有直接密勒補償和共源共柵密勒補償方法。用共源共柵密勒補償技術(shù)設(shè)計出的CMOS運放與直接密勒補償相比，具有更大的單位增益帶寬、更大的擺率和更小的信號建立時間等優(yōu)點，還可以在達到相同補償效果的情況下極大地減小版圖尺寸。
對于該運放的頻率補償，采用了共源共柵密勒補償方式。如圖2所示，總體設(shè)計的補償回路中包含了共源共柵級M14，M16。
本文采用0．5 pF的密勒補償電容，通過仿真可得到相位裕度為70°，單位增益帶寬為121 MHz，補償效果較好。
3 仿真結(jié)果
3．1 輸入級跨導(dǎo)
為了驗證該電路的性能指標，用HSpice進行了模擬仿真。共模輸入電壓直流掃描輸入級跨導(dǎo)的變化曲線如圖4所示為輸入級跨導(dǎo)隨輸入共模電壓變化的曲線，由圖中可以看出，輸入共模電壓從0～3．3 V變化，跨導(dǎo)的變化維持在±5％內(nèi)，基本上保持恒定，達到了設(shè)計的要求。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/187512.htm
3．2 放大器的性能指標
采用HSpice對圖2所示CMOS運算放大器進行仿真分析的條件為：電源電壓為3．3 V，輸入共模電壓為1．65 V，負載電阻為10 kΩ。在對該放大器各個性能指標進行仿真的同時，與輸出級為A類時進行了比較。本文所設(shè)計電路的仿真結(jié)果如圖5，圖6所示。表1所示為兩類輸出級的仿真性能參數(shù)。
4 結(jié)語
本文設(shè)計了一種CMOS運算放大器，該運算放大器在輸入級中采用電流鏡和控制互補差分對管的尾電流來使跨導(dǎo)恒定，中間級為一折疊共源共柵電流求和電路，輸出級為前饋AB類輸出級。仿真結(jié)果表明，在3．3 V的供電電壓下，該運放輸入級跨導(dǎo)在整個共模輸入范圍內(nèi)僅變化±5％，其輸入共模范圍和輸出信號擺幅接近于地和電源電壓，有較好的單位增益帶寬和相位裕度，輸入輸出線性動態(tài)范圍寬，靜態(tài)功耗小于0．45 mW，在低壓低功耗應(yīng)用方面，如便攜式電子設(shè)備方面較為適用。
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