石英陀螺中低功耗运算放大器设计毕业论文

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1、石英陀螺中低功耗运算放大器设计毕业论文目录摘要IAbstractII目录3第1章绪论51.1课题背景及研究的目的和意义51.2国内外研究现状51.3本课题主要研究方法61.4本课题的主要内容和章节7第2章运算放大器82.1概述82.2运算放大器的结构92.2.1概述92.2.2单晶体管放大器92.2.3差分电压与电流放大器102.3重要运算放大器结构122.3.1简单的差分电压放大器122.3.2共源共栅放大器132.4多级运算放大器设计152.4.1反馈系统的稳定性152.4.2放大器的基本补偿技术152.4.3放大

2、器的设计方法162.5本章小结16第3章低功耗运算放大器设计173.1NMC运算放大器设计173.1.1低失调设计183.1.2共模抑制比193.1.3噪声优化193.1.4NMC运算放大器的仿真及分析19553.2TCFC运算放大器设计253.2.2TCFC运算放大器的仿真分析283.2本章小结32参考文献33哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明35致谢36附录137附录25055第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义传统的陀螺由于其体积大、成本高,制约了它在很多方面的应用。利用源于微电子制作工艺的微细加

3、工技术来制作惯性器件,容易实现大批量生产,从而可大幅度降低惯性器件的成本和体积,使其能在更广泛的汽车市场及其他工业市场得到应用。石英陀螺机械敏感表头对环境温度变化较敏感。当环境温度变化时，其输出会出现较严重的零位漂移。MEMS石英陀螺发展方向为芯片级集成，此外石英陀螺输出的电荷变化非常微弱，因此需要接口ASIC与石英陀螺敏感结构连接距离非常近。然而石英陀螺接口电路的功耗会导致ASIC芯片上电后发生较大的温度变化，该温度变化很快会传递至敏感机械结构，导致石英陀螺输出产生温漂，间接影响到传感器的上电启动速度。运算放大器是模

4、拟石英陀螺接口电路中的主要基本电路单元，其功耗直接影响整个石英陀螺接口ASIC芯片的系统功耗，因此设计出低功耗运算放大器是实用化石英陀螺接口ASIC芯片研制中的一个关键技术环节。1.2国内外研究现状国际上,从1977年ReneA.Vanparys和RogerCuppens发表了《CMOSAnalogIntegratedCircuitBasedonweakInversionOperation》开始,至今已经有200多篇这方面的文章陆续发表在IEEE上面。很多的国外知名公司都在进行低压微功耗方面的研发工作,并且己经推出了自

5、己各自的产品。美国微芯公司最新推出的MCP6O4X系列运算放大器典型电流仅有600nA,并且输入输出都为轨至轨结构。有14kHz的增益稳定的增益带宽积(GBW),工作电压范围从5.5伏低至1.4伏。美国Maxim公司生产的低压、微功耗精密运算放大器MAX406在整个工作电压范围内,其典型工作电流为1μA,几乎不变。意法半导体的新系列低功耗运算放大器TSV85x和LMV82x运算放大器配备关断引脚选项，可将芯片的电流消耗降至零。TSV85x和LMV82x两个系列的A级产品均拥有极低的失调电压，能够降低设备厂商调试成本。意

6、法半导体日前宣布推出TSU10X纳米功耗（nanopower）运算放大器，这是意法半导体的微功耗（micropower）运算放大器系列产品之一，在整个工作温度范围内具有超低的功耗表现。当静态电流是主要考虑的参数时，该产品可为设计人员实现优化系统功耗和电池使用寿命。新推出的系列产品TSU101、TSU102和TSU104分别是单、双和四运算放大器，每个运算放大器消耗的电流低于典型锂电自放电电流，TSU10x55让使用钮扣电池的设备具有更长的工作寿命，例如能量收集系统、个人医疗监视仪、烟雾报警装置、被动红外侦测器、无线传感

7、器、安全摄像头和智能标签等应用。圣邦微电子(SGMicro)最新推出的SGM8141单通道超低功耗运算放大器，静态电流低至380nA，最大失调电压2.5mV，温度漂移2μV/℃，输入电压为1.4V~5.5V，增益带宽积为5KHz，速率为1.5V/ms，共模抑制比为80dB，电源噪声抑制比为80dB，温度范围达到工业标准–40°C到+85°C，并采用SOT23-5，SO-8和MSOP-8的小封装。主要应用于对产品功耗有严格要求的领域。德州仪器TLV2322,TLV2322Y,TLV2324,TLV2324Y低压低功耗运算

8、放大器通过优化电路结构,使MOS器件工作在亚阈值区，获得较低的功耗。帝奥微电子为了满足微传感市场的需要，特开发了一款DIO2051/2052芯片来满足客户的需求。DIO2052/DIO2051有宽的共模输入范围和宽的输出电压摆幅，电源工作电压从2.1V到5.5V，温度工作范围从-40℃到125℃。DIO2052/DIO2051的b