華中科技大學(xué)-ic課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(比例放大器設(shè)計(jì))-展示頁(yè)
2025-06-01 18:12本頁(yè)面
【正文】 ① ；()???:1:0inoutV?②相位裕度 [45 度~65 度]；③輸入信號(hào)頻率 ；1infMHz?④輸出電流 0outImA?22 設(shè)計(jì)過(guò)程 基本結(jié)構(gòu)及分析 指標(biāo)要求中隱含了增益要大于 10 倍，帶寬大于 100MHZ，暫時(shí)不考慮相位裕度。3 運(yùn)算放大器選型 由于輸入信號(hào)的特點(diǎn)，其中同時(shí)包含了直流與交流電壓，考慮到信號(hào)噪聲以及直流電壓波動(dòng)，使用差分放大電路能對(duì)共模輸入起到很好的抑制作用，因此本設(shè)計(jì)選用差分放大電路。在這里，我們選用以電流鏡為負(fù)載的差分放大器實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)算放大器。電流 Io 提供差分放大器的偏置電流。 ，設(shè)所有管子都工作在飽和區(qū)，如果 Vgs1=Vgs2，由對(duì)稱性，Id1=Id2=Id3=Id4。當(dāng)從 Vi1 輸入差模信號(hào)，Vi2=0（交流小信號(hào)） ，設(shè) Vgs1 增大，則相應(yīng) Id1 變大，Id2 變小，輸出電壓 Vo=Id2*Ro；當(dāng)輸入共模信號(hào)，Vgs1 恒等于 Vgs2，則 Id2 不變，輸出電壓也不變。下面對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。工藝庫(kù)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(duì)單個(gè) MOS 管進(jìn)行輸出特性仿真。對(duì)于一級(jí)放大而言第二極點(diǎn)的影響可以暫時(shí)不考慮。取 ?（參考文獻(xiàn)【1】 ） )(210pnGSTA???=200該設(shè)計(jì)最小增益應(yīng)該為 10 倍，帶寬 100MHZ，GBW=10^9則 f1=GBW/A0=5MHZ本設(shè)計(jì)取取 f1 為 10MHz， LC=5pf，則 DI=，則根據(jù)上式計(jì)算可得DpnoPNIr)(1|???=320??？筛鶕?jù) MOS 管在飽和區(qū)的電流特性 2)(TSDLWKI??分別得出 M1，M2 的寬長(zhǎng)比為 ?,M3，M4 的寬長(zhǎng)比為 350WL?。電路如圖：V D DM 3 M 4M 2M 1I b i a sV i 1 V i 2G N D323結(jié)果如下：靜態(tài)工作點(diǎn)(略去不關(guān)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(wú)法達(dá)到指標(biāo)。事實(shí)也證明用這樣一級(jí)差
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