【正文】 們研究 CMOS 運算放大器的設計與優(yōu)化是非常有意義的。在結(jié)型場效應管技術(shù)成熟后，模擬運算放大器有了質(zhì)的飛躍，一方面解決了功耗的問題，另一方面通過混合模擬與數(shù)字電路技術(shù)，解決了直流小信號直接處理的難題。 本文 是 對 CMOS 運 算放大器 進行 設計與仿真 ，重點是對 CMOS 運放的分析方法與設計方法進行詳細的研究。 運算放大器是許多模擬 電路及混合信號系統(tǒng)中的主要部分，具有不同復雜水平的運放備用來實現(xiàn)從直流偏置的產(chǎn)生到濾波器的高速放大等功能，運放的設計還提出了一個挑戰(zhàn)，作為電源電壓與 CMOS 工藝的每一個時期的三極管溝道 長度按比例縮小之間的矛盾。 [6] CMOS 運算放大器 運算放大器（ 運放）實質(zhì)上是一種高增益的直流放大器。 早期的運算放大器是使用真空管設計的，而現(xiàn)在則多半是集成電路式的原件。在 電路系統(tǒng)的設計上，理想運算放大器的用途遠不止這些計算。運算放大器的應用非常廣泛，在不同的場合有不同的放大要求，它可以用來做數(shù)學計算、求解微積分方程等，所以我們研究 CMOS 運算放大器的設計與優(yōu)化是非常有意義的。在結(jié) 型場效應管技術(shù)成熟后，模擬運算放大器有了質(zhì)的飛躍，一方面解決了功耗的問題，另一方面通過混合模擬與數(shù)字電路技術(shù)，解決了直流小信號直接處理的難題。在實際的電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡共同組成某種功能模塊，由于早起應用于模擬計算機中用以實現(xiàn)數(shù)學運算，故而得名“運算放大器”。由于 CMOS中一對 MOS 組成的門電路在瞬間要么 PMOS 導通、要么 NMOS 導通、要么都截止，比線性的三極管效率要高得多，因此功耗很低。采用 CMOS 技術(shù)可以將成對的金屬 氧化物半導體場效應管集成在一塊硅片上。由 MOS管構(gòu)成的集成電路稱為 MOS 集成電路，而 PMOS 管和 NMOS 管共同構(gòu)成的互補型 MOS 集成電路即為 CMOS集成電路（ IC）。 CMOS 集成電路 自 1958年美國德克薩斯儀器公司發(fā)明集成電路后，隨著硅平面技術(shù)的 發(fā)展，二十世紀六十年代先后發(fā)明了雙極型和 MOS型兩種重要的集成電路，它標志著由電子管和晶體管制造電子整機的時代發(fā)生了量和質(zhì)的飛躍。伴隨著現(xiàn)代社會節(jié)奏的加快，外界娛樂費用的增漲，電視傳播的普及，已經(jīng)為人們呆在家中提供了充足的理由和條件，足不出戶卻可以感受社會交談帶來的人際交際感覺。正如電通過電視、電腦、電信技術(shù)與外部重新建立新的聯(lián)系一樣，電視重組了家庭的時間、空間、家庭閑暇和家庭角色。 在科學技術(shù)與信息同步變革的社會發(fā)展過程中，電視傳播對整個社會的支配影響作用十分明顯。手機功能和手機款式也在不斷更新，以適應現(xiàn)代人們生活的要求。 隨著技術(shù)的進步和社會的發(fā)展，手機以其獨特的傳播功能，日益成為人們獲取信息、學習知識、交流思想的重要工具，成為文化傳播的重要平臺。 4) 在生活中的應用 提到集成電路我們就不得不提到我們的日常生活，在我們生活中與集成電路有關的產(chǎn)品隨處可見。目前常用的 MRI 影像乃是依據(jù)各組織內(nèi)核磁共振訊號所建立的，氫是人體組織中最多的成份，因此 MRI 影像可診斷各種 疾病，包括腦部癌病、水腫、血梗，神經(jīng)的脫鞘與脂肪不正常分布，鐵成份的沉積性疾病、出血，以及心肌不正常收縮等。因為身體中有不同的組織及成份，性質(zhì)也各異，所以會產(chǎn)生大小不同的訊號，再經(jīng)由計算機運算及變換為影像，將人體的剖面組織構(gòu)造及病灶呈現(xiàn)為各種切面的斷層影像。 磁振造影儀是一種新型醫(yī)療設備，對于治療許多疾病有它獨特的功效。 在健康應用方面，臨時心臟起搏器作為治療各種病因?qū)е碌囊贿^性緩慢型心律失常及植入永久心臟起搏器前的過渡性治療，已廣泛應用于臨床工作，技術(shù)成熟。 IC卡醫(yī)療儀器管理系統(tǒng)集 I C 卡、監(jiān)控、計算機網(wǎng)絡管理于一體，憑卡檢查，電子自動計時計次，可實現(xiàn)充值、打印，報表功能。 隨著集成電路越來越多的滲入現(xiàn)代醫(yī)學，現(xiàn)代醫(yī)學有了長足進步。同時，依托于高新領域電子技術(shù)的各種治療和監(jiān)護手段越來越先進，也使得醫(yī)療產(chǎn)品突破了以往觀念的約束和限制，在信息化、微型化、實用化等方面得到了長足發(fā)展?？梢灶A料各種戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略應用的毫米波雷達將逐漸增多。 相比之下毫米波雷達具有導引精度高、抗干擾能力強、多普勒分辨率高、等離子體穿透能力強等特點；因此其廣泛的用于末制導、引信、工業(yè)、醫(yī)療等方面。有源相控陣是近年來正在迅速發(fā)展的雷達新技術(shù) ,它將成為提高雷達在惡劣電磁環(huán)境下對付快速、機動及隱身目標的一項關鍵技術(shù)。 將替代“北斗”導航系統(tǒng)內(nèi)國外芯片的“領航一號”，還可廣泛應用于海陸空交通運輸、有線和無線通信、地質(zhì)勘探、資源調(diào)查、森林防火、醫(yī)療急救、海上 搜救、精密測量、目標監(jiān)控等領域。它的研究成功，打破了衛(wèi)星定位導航應用市場由國外 GPS 壟斷的局面 。 2) 在通信上的應用 集成電路在通信中應用廣泛，諸如通信衛(wèi)星，手機，雷達等，我國自主研發(fā)的“北斗”導航系統(tǒng)就是 其中典型一例。并且專家通過最新技術(shù)把越來越多的元件集成到一塊集成電路板上，并使計算機擁有了更多功能，在此基礎上產(chǎn)生許多新型計算機，如掌上電腦、指紋識別電腦、聲控計算機等等。第四代計算機的基本元件是大規(guī)模集成電路，甚至超大規(guī)模集成電路，集成度很 高的半導體存儲器替代了磁芯存儲器，運算速度可達每秒幾百萬次，甚至上億次基本運算。 [3]雖然晶體管的功能比電子管大了很多，但由于電子信息技術(shù)的發(fā)展，晶體管也越來越不適合科技的發(fā)展，隨之出現(xiàn)的就是能力更強的集成電路了。 晶體管，是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能。由此集成電路從產(chǎn)生到成熟大致經(jīng)歷了如下過程：電子管 —— 晶體管 —— 集成電路 —— 超大規(guī)模集成電路 1) 集成電路的前奏 —— 電子管、晶體管 電子管，是一種在氣密性封閉容器中產(chǎn)生電流傳導，利用電場對真空中的電子流的作用以獲得信號放大或振蕩的電子器件。2021 年： intel 酷睿 i系列全新推出，創(chuàng)紀錄采用了領先的 32納米工藝 ，并且下一代 22 納米工藝正在研發(fā)。 1988 年： 16MDRAM 問世， 1平方厘米大小的硅片上集成有 3500 萬個晶體管，標志著進入超大規(guī)模集成電路階段的更高階段。 [1] 集成電路的發(fā)展 集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長的過程，以下以時間順序，簡述一下它的發(fā)展過程。 simulation of LEdit three, CMOS operational amplifier. I use the PSPICE software to design the circuit structure of CMOS operational amplifier circuit, debug the parameters, calculation and finally use the LEdit software to draw the layout. Keywords: CMOS, operational amplifier, design, simulation. 0 文獻綜述 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 7 集成電路概述 所謂集成電路（ IC），就是在一塊極小的硅單晶片上，利用半導體工藝制作上許多晶體二極管、三極管及電阻、電容等元件，并連接成完成特定電子技術(shù)功能 的電子電路。 The CMOS operational amplifier Huang Haibin 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 6 College of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China Abstract: The full name of CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor, which is plementary metal oxide semiconductor, is a largescale integrated circuit chip manufacturing raw materials. The characteristics of CMOS technology makes the circuit has low power consumption, because the gate circuit posed of a CMOS MOS in the circuit moments or NMOS conduction, or is the PMOS conduction, or stop, so the efficiency is very high, the power consumption is very low. The CMOS operational amplifier with high reliability, low cost, convenient debugging, in various fields of the electronic circuits are widely used, digital system in 99% with CMOS technology. So the CMOS operational amplifier has bee the hot spot of research. This paper focuses on the design and Simulation of CMOS operational amplifier, this paper mainly studies the key problems in the following aspects: the circuit structure, CMOS operational amplifier circuit parameters。 本人對 CMOS運放電路采用了 pspice軟件設計電路結(jié)構(gòu)，計算并調(diào)試參數(shù)、最后采用了 LEdit軟件繪制了版圖。因此 CMOS運放成為了研究熱點。 CMOS 加工工藝使得電路擁有低功耗的特點，由于 CMOS中一堆 MOS組成的門電路在電路工作的瞬間要么是 NMOS導通、要么是 PMOS導通、要么都截止，因此效率很高， 功耗很低。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 作者簽名： 日 期： 西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 4 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。西南大學本科畢業(yè)論文（設計） 1 目 錄 摘要 ................................................................... 5 Abstract ................................................................ 6 0 文獻綜述 ............................................................ 6 集成電路概述 ................................................... 7 集成電路的發(fā)展 ................................................. 7 集成電路應用領域 ............................................... 8 CMOS 集成電路 ............................................... 11 運算放大器 .................................................... 11 CMOS 運算放大器 ............................................. 12 1 引言 ............................................................... 12 運算放大器簡介 ................................................ 13 本文研究內(nèi)容 .................................................. 14 2 CMOS 運算放大器 ................................................... 14 CMOS 運算放大器簡介 .......................................... 14 CMOS 運算放大器的設計流程 .................................... 14 3 CMOS 運算放大器