【笔记:模拟CMOS集成电路】两级运算放大器设计与仿真(带版图)

news2024/11/20 1:20:24

【笔记:模拟CMOS集成电路】两级运算放大器设计与仿真(带版图)

  • 前言
  • 1.电路分析
    • 1.1电路结构
      • 电路描述:
    • 1.2小信号分析
    • 1.3公式
  • 2指标设计
    • 2.1预期设计指标参数
    • 2.2参数分析
      • (1)确定gm1、gm6
      • (2)分配电流
      • (3)确定M1尺寸
      • (4)确定M6尺寸
      • (5)共模输入范围:
      • (6)尾电流源M5、M7尺寸确定:
      • (7)确定M2、M4尺寸
      • (8)M3与M4尺寸再确定
      • (8)M3与M4尺寸再确定
    • 2.3器件尺寸
  • 3电路仿真
    • 3.1直流特性仿真
      • (1)直流扫描分析
      • (2)失调电压分析
      • (3)输入共模范围仿真
      • (4)输出动态范围仿真
    • 3.2交流特性仿真
      • (1)频率特性仿真
      • (2)共模抑制比仿真
      • (3)电源抑制比仿真
      • (4)噪声特性
    • 3.2瞬态特性仿真
      • (1)压摆率(SR)仿真
      • (2)输入输出瞬态仿真
  • 4总结
  • 版图
  • 拓展内容(组会总结)
    • 1.MOS参数fingers和m(Multiplier)的区别
    • 2.gm/Id方法
    • 3.频率分析
        • 相位裕度达到PM=60°条件:
    • 4.频率响应
        • 4.1相位裕度
        • 4.2系统响应
        • 4.3 RLC电路分析

前言

  此次文章主要是关于二级运放放大器的设计,本文为本人学习模拟集成电路相关知识的的学习笔记,入门级别,意为小白快速上手所写,关于BG电路、ADC、PLL等进阶文章,后续更新,循序渐进。如果有需要可以点击关注+点赞+收藏,持续关注我的博客。
  关于更加基础的文章,可以点击我的主页自行查看。

1.电路分析

1.1电路结构

  如图是采用了米勒补偿结构的CMOS二级运算放大器,结构如图1.1所示。主要包括四个部分:偏置电路、第一级NMOS输入的差分放大电路、第二级放大电路和米勒补偿电路。
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电路描述:

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1.2小信号分析

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1.3公式

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2指标设计

2.1预期设计指标参数

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2.2参数分析

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(1)确定gm1、gm6

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(2)分配电流

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(3)确定M1尺寸

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(4)确定M6尺寸

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(5)共模输入范围:

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(6)尾电流源M5、M7尺寸确定:

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(7)确定M2、M4尺寸

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(8)M3与M4尺寸再确定

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(8)M3与M4尺寸再确定

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2.3器件尺寸

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3电路仿真

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3.1直流特性仿真

(1)直流扫描分析

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(2)失调电压分析

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(3)输入共模范围仿真

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(4)输出动态范围仿真

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3.2交流特性仿真

(1)频率特性仿真

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(2)共模抑制比仿真

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(3)电源抑制比仿真

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(4)噪声特性

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3.2瞬态特性仿真

(1)压摆率(SR)仿真

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这里正确的方法应该是调用函数进行计算 而不是这样直接从图上看

(2)输入输出瞬态仿真

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4总结

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版图

  版图是小白水平,如有不足。请批评指正!期待和UU们相互交流提高!

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拓展内容(组会总结)

该部分 略 有需要私聊,有必要的话我会将该部分上传,方便各位下载

1.MOS参数fingers和m(Multiplier)的区别

2.gm/Id方法

3.频率分析

  快速判断零点:输出臂并联谐振,产生零点。米勒电容的前馈作用,引入零点,对于零点计算可以参考下图直观观察得到:

相位裕度达到PM=60°条件:

4.频率响应

4.1相位裕度

4.2系统响应

  对于任意二阶系统有如下传输函数:(几页的分析)

4.3 RLC电路分析

  
  
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  笔者已阳,好难受,各位近期要注意身体哇!!,身体不适,排版不易,所以都是从本人写的word上截取的。有需要私聊,然后我在考虑是否有必要上传

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