cmos可变增益放大器设计

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1、中文摘要摘要：集成电路具有体积小、可靠性高、饿能好、成本低、便予大规模生产的特点。随着微电子技术的发展，集成电路在军事、通讯、医疗器械等方巍得到了广泛的应用。CMOS工艺在不断发展，电源电压和晶体管沟道长度在不断减小，低功耗、低成本、线性度高、宽带以及高增益调节范围的CMOS可变增益放大器的设计越来越霆要。本义首先介绍CMOS可变增益放大器设计的国内外研究水平以及主要应用领域。详细阐述了基于模拟乘法器的VGA、基于可编程跨导器的VGA、基于可编程负载的VGA、基于可编稷反馈的VGA以及基予可编程衰减器的VGA。结合设计拟达到的技术指标，确定采用基于可编程衰减器的VGA作

2、为设计方案，即采用恒定增益运算放人器与可编程衰减网络级联的方式实现VGA。运算放大器是本文中可变增益放大器的核心电路。本文详细分桥了各类运算放大器的结构，分析这些运算放大器的优缺点，由此确定本文设计所采用的运算放大器结构：第一级采用差分放大电路，并采用了自偏置高摆幅电流沉设计提高输入级的摆幅；第二级采用了双共源共概放大电路的设计，改善了运算放大器频率特性；第三级采用了源极跟随器作为输出缓冲级降低了输出阻抗，提高了电路的驱动畿力。经过一系列理论计算以及仿真，输入级差分放大电路、双共源兆栅敖大电路、源极跟随器等电路的设计基本达到了设计指标要求。可编程衰减网络设计中采用数字控

3、制方式，提高TVGA电路的可靠性积控制精度。该衰减网络由数字控制字发生器和R．2R衰减网络以及一组MOS管开关电路组成。在设计孛，借鉴数字集成毫路中基于标准单元的谈计方法，采用硬件描述语言设计数字控制字产生电路，经逻辑综合生成相互连接的与门、与非门、或t}l'-J及非门电路。经过功能验证、晶体管级电路验证后，该电路可以实现数字控制字的功能。本文最后阐述了版图设计的摆关知识，并对运算放大器以及可编程衰减器进行了版图设计。最终成功设计了一款应用于低中频、高增益、以dB量程变化的VGA。本设诗是基予CadenceEDA平台，采用JAZZ半导体公司的0．35／-tmSiGeBi

4、CMOS工艺(SBC35)。VGA的工作电压为3．3V，调节范围为35～77dB，步K为6．02dB，3dB带宽为4．46MHz，静态功耗为llmW。关键词：可变增益放大器；运算放大器；可编程衰减器分类号：TN722ABSTRACTABSTRACT．Integratedcircuitswithsmallsizes，highreliabilityandhighperformance，lowcostsarelargelyproduced．Withthedevelopmentofmicroelectronicstechnology,integratedcircuitsarew

5、idelyusedinmilitary,communications，medicalequipmentsandSOon．CMOSvariablegainamplifiers(VGA)withlowpower,lowcost，highlinearity，widebandwidthandhighgaincontrolrangebecomemoreandmoreimportantwiththereductionofpowervoltageandchannellength．Firstly，CMOSVGA’Sdesignandstudyanditsapplicationareas

6、athomeandabroadweregivencurrently．SomeVGAarchitecturesareelaboratedindetailsuchasVGAbasedonanalogmultiplier,VGAbasedonprogrammabletransconductance，VGAbasedonprogrammableload，VGAbasedonprogrammablefeedbackandVGAbasedonprogrammableattenuator．Aconstantgainoperationalamplifierandprogrammable

7、attenuatorcascodearchitectureareusedtoimplementtheVGA．AnoperationalamplifieristhekeyoftheVGA．Adetailedanalysisofsomekindsofoperationalamplifiersispresented．Thearchitectureoftheoperationalamplifierisdeterminedfromadvantagesanddisadvantagesofoperationalamplifiersabove．Aself