華中科技大學-ic課程設計實驗報告(比例放大器設計)-全文預覽
【正文】 ：要求：（1） 自行設計放大器的結構與 MOS 尺寸參數(shù)、電阻 RR2 的阻值，以達到相關性能指標；（基于 COMS 工藝，MOS 管長度均設定為Lmin=1um）（2） 用 HSPICE 軟件仿真電路。本文利用放大器的“虛短” “虛斷”的特性對比例放大器的結構及放大器的構成和基本參數(shù)進行了設計，其中放大器采用差分放大結構。3 運算放大器選型 由于輸入信號的特點，其中同時包含了直流與交流電壓，考慮到信號噪聲以及直流電壓波動，使用差分放大電路能對共模輸入起到很好的抑制作用，因此本設計選用差分放大電路。電流 Io 提供差分放大器的偏置電流。當從 Vi1 輸入差模信號，Vi2=0（交流小信號） ，設 Vgs1 增大，則相應 Id1 變大，Id2 變小，輸出電壓 Vo=Id2*Ro；當輸入共模信號，Vgs1 恒等于 Vgs2，則 Id2 不變，輸出電壓也不變。工藝庫提供的參數(shù)為：Tox= m Un= +02 Up= +02 圖 14cm^2/(VS) cm^2/(VS)由 0oxoxCt?? K= Cox 得 20,4?NPK為求 ?值，需要對單個 MOS 管進行輸出特性仿真。取 ?（參考文獻【1】 ） )(210pnGSTA???=200該設計最小增益應該為 10 倍，帶寬 100MHZ，GBW=10^9則 f1=GBW/A0=5MHZ本設計取取 f1 為 10MHz， LC=5pf，則 DI=，則根據(jù)上式計算可得DpnoPNIr)(1|???=320?。電路如圖：V D DM 3 M 4M 2M 1I b i a sV i 1 V i 2G N D323結果如下：靜態(tài)工作點(略去不關心的參數(shù))**** mosfets subckt element 0:m1 0:m2 0:m3 0:m4 model 0:n_33 0:n_33 0:p_33 0:p_33 region Saturation Saturation Saturation Saturation id vgs vds ****** ac analysis ****** freq volt db volt phase vo vo 8 9 10 電壓增益只有 15DB，帶寬為 8M，GBW=10^710^9 無法達到指標。 二級密勒補償運算放大器 二級密勒補償運放是一種性能相對優(yōu)越的結構，由于采用兩級放大，能夠提供相當大的增益，而帶寬可以通過 RC 反饋網(wǎng)絡進行一定的調節(jié)，這樣一來可以達到最大 GBW。二級密勒補償運放的增益一般可以達到 60db 以上，本設計取增益為 60db，帶寬100M11最簡小信號等效電路如下：得到 10)|
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