【正文】 目 錄 1 引言 ................................................................................................................................ 1 2 軟件介紹 ........................................................................................................................ 3 3 運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .................................................................................................... 5 ........................................................................................... 5 ....................................................................................... 6 ................................................................................................. 6 ................................................................................................. 7 ................................................................................................. 8 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 10 ......................................................................................... 10 主放大電路設(shè)計(jì) .................................................................................................11 偏置電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................ 13 輸出級的設(shè)計(jì) .................................................................................................... 13 共模反饋的設(shè)計(jì) ................................................................................................ 14 總體布局 ............................................................................................................ 15 5 仿真與分析 .................................................................................................................. 17 ......................................................................................... 17 ..................................................................................................... 19 ........................................................................................................ 19 ............................................................................................................. 20 ......................................................................................................... 21 6 版圖設(shè)計(jì)與分析 .......................................................................................................... 22 LEdit介紹 .......................................................................................................... 22 ..................................................................................................... 22 ............................................................................................. 23 NMOS版圖設(shè)計(jì) ....................................................................................... 23 電容電阻版圖設(shè)計(jì) .................................................................................. 24 ................................................................................................. 26 ....................................................................................... 26 ........................................................................................... 27 ........................................................................................... 27 ........................................................................................... 28 LVS版圖比對 ..................................................................................................... 29 7 結(jié)論 .............................................................................................................................. 31 謝 辭 .................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 32 附錄 1 ............................................................................................................................... 33 附錄 2 ............................................................................................................................... 35 1 1 引言 集成運(yùn)算放大器（ Integrated Operational Amplifier）簡稱集成運(yùn)放，是由多 個(gè)CMOS 管與電容電阻通過耦合方式實(shí)現(xiàn)提高 增益 的 模擬集成電路 [1]。集成運(yùn)放具有增益高 、 輸入 阻抗 大 、 輸出 阻抗 低 、 共模抑制比高 和 失調(diào)與 漂移性 小 等優(yōu)點(diǎn) ，而且當(dāng)輸入電壓值為零時(shí)，輸出值也為零。集成運(yùn)放是構(gòu)成常用集成電路系統(tǒng)的通用模塊 [2] [3]。 自從 1964 年美國仙童公司研制出第一個(gè)單片集成運(yùn)算放大器 μA702以來，集成運(yùn)算放大器得到了廣泛的應(yīng)用 。 目前 集成運(yùn)放 已成為集成電路中品種和數(shù)量最多的一類 [4]。 其發(fā)展速度相當(dāng)之快。其發(fā)展先后經(jīng)歷了小規(guī)模 IC(Integrated Circuit)，中規(guī)模 IC，大規(guī)模 IC，超大規(guī)模 IC 和特大規(guī)模 IC 五個(gè)不同的階段。隨著運(yùn)放種類的增多，集成電路的制造工藝也發(fā)展到了一個(gè)全新的階段?；镜闹圃旃に囉幸韵聨追N：單晶硅和多晶硅、氧化工藝、摻雜工藝、掩膜的制版工藝、光刻工藝和金屬化工藝等 [5]。目前的半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品種類日 益豐富，電子科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲入到社會生活的各個(gè)領(lǐng)域，很大程度上影響和改善著人們的生活 [6]。人們對性能的要求也越來越高，譬如 A/D 及 D/A 轉(zhuǎn)換器、有源濾波器、鎖相環(huán)電路、模擬乘法器和精密比較器等電路中均需要采用高增益 寬 寬帶的集成運(yùn) 算 放 大器。 同時(shí)隨著多媒體和通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，高增益寬帶運(yùn)算放大器在藍(lán)牙技術(shù)、高精 密測量儀器 、圖像放大器、信號處理系統(tǒng)和 音頻功放系統(tǒng) 等方面的應(yīng)用越來越廣泛 。 由于運(yùn)放的性能直接影響著整個(gè)電路的動態(tài)范圍和高頻領(lǐng)域的應(yīng)用，因此研制具有良好性能的高增益寬帶集成運(yùn)放對滿足低功耗、寬頻帶等 通信技術(shù)及其它高速模擬信號處理應(yīng)用有重要的實(shí)用價(jià)值 [7]。這些都對設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來了很大的壓力和動力，也是一個(gè)很迫切需要解決的問題。 隨著集成運(yùn)放種類和數(shù)量的日益增多，集成電路的制造工藝也得到了較快地發(fā)展。制造集成電路的主要工藝分為兩種：雙極型集成運(yùn)放和 CMOS集成運(yùn)放。雙極型集成運(yùn)放技術(shù)發(fā)展的時(shí)間較長，到目前為止技術(shù)相對較為成熟，應(yīng)用也比較廣泛，具有較快的速度和較高的增益，但是這種電路結(jié)構(gòu)在功耗和帶寬方面的性能就不盡如人意 [8]。隨著 CMOS集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，設(shè)計(jì)者開始嘗試?yán)?CMOS技術(shù)來設(shè)計(jì) 高性能的集成運(yùn)放，尤其是一些高精尖的精密儀器設(shè)備。 CMOS運(yùn)放電路在開環(huán)增益、失調(diào)電壓、速度等方面得性能與雙極性晶體管相比稍微差一點(diǎn)，但是 CMOS運(yùn)放電路具有十分大的輸入電壓范圍和輸出擺幅，并且在輸入阻抗和靜態(tài)功耗等方面有著巨大的優(yōu)越性。不僅如此， CMOS集成運(yùn)放所占用的芯片面積連普通雙極性集成運(yùn)放電路的一半都不到。因此， CMOS集成運(yùn)放在現(xiàn)代集成電路設(shè)計(jì)中占有的比重越來越大 [9] [10]。 2 目前常見的集成運(yùn)放有三種結(jié)構(gòu)：簡單的全差分結(jié)構(gòu)、套筒式共源共柵結(jié)構(gòu)和折疊共源共柵結(jié)構(gòu)等。第一種簡單的全差分結(jié)