D類音頻前置運算放大器的噪聲分析與設計
由以上噪聲特性的分析可以看出,要改善運算放大器的噪聲需要選擇合適的電阻及合適的MOS管的柵寬長比,本文應用Winbond 0.5μ CMOS典型工藝,對運放噪聲進行了分析,如圖6和圖7,其中L1L2L3。
由圖6和圖7可以看出,輸入管及負載管L越大,噪聲特性越好,但由于版圖及穩(wěn)定性的要求,不可能使用過大的L值;通過同樣的仿真,對輸入的寬長比,我們也可以得到類似的結論;因此,本文的運放選擇合適的電阻及輸入級和負載管的寬長比,完成了很好的設計,圖8給出了詳細電路圖,且表1給出了其設計的基本仿真結果。
由表1仿真結果可以看出,運放采用低靜態(tài)電流設計,實現(xiàn)較低的噪盧特性、較高的電源抑制比,及較快的轉(zhuǎn)換速率等。
圖9是前置運算放大器在功率放大器中的完整版圖,使用Winbond 0.5μCMOS工藝,此工藝本身對襯底的噪聲有一定的抑制,對音頻功率放大器的設計提供了很好的前提,上圖的3個框分別為外部反饋電阻、運算放大器內(nèi)部結構及內(nèi)部調(diào)零電阻,并且很好地實現(xiàn)了電阻電容及晶體管的匹配。
4 結束語
噪聲是運算放大器非常重要的參數(shù),它決定了整個系統(tǒng)的靈敏度,本文從噪聲這個參數(shù)入手,分析了音頻放大器中前置運放的噪聲特性,給出了改善噪聲的方法,并用winbond 0.5μCMOS工藝完成了相關設計。
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