CMOS低功耗運(yùn)算放大器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，以電池作為電源的微電子產(chǎn)品得到廣泛使用，迫切要求采用低電壓的模擬電路來(lái)降低功耗，低電壓、低功耗的模擬電路設(shè)計(jì)技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)。從能源角度考慮，低的功率消耗不僅是電池驅(qū)動(dòng)的便攜設(shè)備的需求，更是大型系統(tǒng)的迫切需要。 運(yùn)算放大器作為集成電路中最基本的單元，其重要性是眾所周知的。在低壓運(yùn)算放大器中，由于電源電壓的降低，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍減小，同時(shí)，噪聲信號(hào)幅度相對(duì)增大，放大器的信噪比降低。為了擴(kuò)大信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，低電壓運(yùn)放通常需

2、要輸入輸出的信號(hào)范圍能達(dá)到全擺幅。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文做了如下工作：1)設(shè)計(jì)了一個(gè)是包含AB類(lèi)軌對(duì)軌輸出級(jí)的低功耗運(yùn)算放大器。通常設(shè)計(jì)的低功耗軌對(duì)軌輸出運(yùn)算放大器中，由于信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍比較小，它的輸出驅(qū)動(dòng)能力不強(qiáng)，這里設(shè)計(jì)的是采用電平位移電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電路的強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力與低功耗，它具有在單電源電壓5V的條件下，靜態(tài)工作電流只有幾微安，單位增益帶寬達(dá)100K，開(kāi)環(huán)增益能達(dá)80dB以上，相位裕度也能達(dá)55度，輸出源沉電流達(dá)500微安以上等優(yōu)點(diǎn)。

3、2)設(shè)計(jì)了一個(gè)恒跨導(dǎo)軌對(duì)軌輸入級(jí)。當(dāng)輸入共模電壓變化時(shí)，不管它的輸入MOS差分對(duì)管處于強(qiáng)反型區(qū)還是弱反型區(qū)，輸入級(jí)的跨度保持不變，而且輸入級(jí)后面的電流加法電路和輸出級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)也不會(huì)隨之改變。這些運(yùn)算放大電路可望用于移動(dòng)通訊，個(gè)人數(shù)字助理，便攜式音響系統(tǒng)，電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等產(chǎn)品中。 第一章介紹了運(yùn)算放大器的發(fā)展概況、特點(diǎn)以及基本應(yīng)用。第二章對(duì)MOS管的電學(xué)特性做了詳細(xì)的分析。第三章根據(jù)所要求的性能參數(shù)確定出運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)以及手工