折叠式共源共栅CMOS运算放大器的设计

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20101389工程硕士学位论文折叠式共源共栅CMOS运算放大器的设计与优化学位申请人：胡洋指导教师：郭宝增教授学位类别：工程硕士学科专业：集成电路工程授予单位：河北大学答辩日期：二○一二年六月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20101389ADissertationfortheDegreeofEngineeringDesignandOptimizationofFoldedCascodeCMOSOperationalA

2、mplifierCandidate:HuYangSupervisor:Prof.GuoBaozengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:IntegratedCircuitEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofAccomplishment:June，2012摘要摘要随着集成电路技术的不断发展，高性能运算放大器得到广泛应用，成为模拟集成电路和混合信号集成电路设计的核心单元电路。集成

3、运算放大器，简称运放，它在模拟运算、信号处理、D/A和A/D转换器以及有源滤波等很多方面得到广泛应用，被人们称为“万能的集成电路”。本文将设计一种折叠式共源—共栅结构的CMOS运算放大器。折叠式共源共栅电路不仅能提高增益，增加电源电压噪声抑制能力，而且在输出端允许自补偿。相比套筒式结构，折叠式共源—共栅电路可以增大电路的输出摆幅，并且使得电路更适合做单位增益缓冲器。本次设计中，我们通过对比套筒式、折叠式等几种运放结构与性质，首先确立了电路的基本结构，即折叠式共源共栅的放大器结构，通过两级运算放大

4、器的级联实现了运算放大器的基本功能以及参数目标。之后，利用TannerEDA工具，在一系列仿真与模拟中，根据电路性能与模拟结果，参考直流增益、交流增益、噪声、共模抑制比等曲线和结果，对管子的宽长比等设计参数进行了进一步反复调整，使得最终的共源共栅放大器电路参数更合理，更优化。关键字共源共栅低功耗CMOS运算放大器IAbstractAbstractWiththecontinuousdevelopmentoftheintegratedcircuittechnology,high-performanc

5、eoperationalamplifiersarewidelyused,theyhavebeenthecoremodulesofanalogintegratedcircuitsandmixed-signalintegratedcircuit.Integratedoperationalamplifier,referredasOpAmps,ithasbeenwidelyusedinanalogcomputing,signalprocessing,D/AandA/Dconverter,aswellas

6、activefiltering,andmanyotheraspects.Theywereknownas"universalintegratedcircuit".ThispaperwilldesignafoldedcascodeCMOSoperationalamplifier.Thefoldedcascodecircuitcannotonlyincreasethegain,increasethepowersupplyvoltagenoiserejectioncapability,andalsoal

7、lowself-compensationattheoutput.Comparedtothetelescopestructure,foldedcascodecircuitcanincreasetheoutputswingofthecircuit,andmakesthecircuitmoresuitableforaunitygainbuffer.Inthisdesign,firstlywecomparedthestructureandpropertiesoftelescopeandcascadeop

8、erationalamplifier.Andthenestablishedthebasicstructureofthecircuit,thefoldedcascodeoperationalamplifierstructure.Itcanachievetheoperationalamplifier'sbasicfunctionsandparametersofthetarget.Thenwerepeatedlyadjustthedesignparametersofthetransistorsinas