CMOS两级运算放大器-设计报告.docx

《CMOS两级运算放大器-设计报告.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CMOS两级运算放大器设计及仿真实验报告班级：学号：姓名：日期：一、运算放大器设计简介运算放大器是许多模拟及数模混合信号系统中一个十分重要的部分。各种不同复杂程度的运放被用来实现各种功能：从直流偏置的产生到高速放大或滤波。精选运算放大器的设汁可分为两个步骤。第一步是选择或搭建运放的基本结构，绘岀电路结构草图。确泄好的电路结构不能轻易修改。运算放大器的电路结构确泄之后需要选择直流电流，手工设讣管子尺寸，以及设计补偿电容等关键参数。为了满足运放的交流和直流需要，所有管子必须设计出合适尺寸。在手工计算的基础上，运用CandenceVirtuoso电路设计软件进行图形绘制，参数赋值，仿

2、真分析。在分析仿克结果的基础上判断电路是否符合设计要求。若不符合，再回到手工计算，调试电路。二、设计目标电路参数要求：(1)直流或低频时的小信号差模电圧增益Avd=4000V/V(72dB)(2)增益带宽积GBW=10MHz(3)输入共模电压范国Vcm,min=0.4V,Vcm,max=1.5V(4)输岀电压摆幅0.2V

3、第二级共源放大级.直流偏置电路及密勒补偿电路。精选2.电路描述输入级放大电路由PHO、PM2、NM1、NM3组成，其中PH0与PM2组成电流源偏置电路,NM1与NM3组成差分放大电路，输入端分别为IN1和IN2,单端输出。如下图所示。精选输岀级放大电路由PHI和NM4组成，其中PH1为共源放大级电路，NM4为电流源偏垃电路。如下图所示。n£lliH咅二EaoE&G-c・06更pdF窃二.於二・・■・■电流源偏豊电路由NMO、NM2与NM4组成，其中NMO接偏宜电流源，电流源电流为30uA°如下图所示。精选选取电源电压为1.8Vo共模输入电压设为500mV,差模输入电压设INI、

4、IN2为5uV交流小信号，方向相反。如下图所示。3.参数估计第一级放大电路的电压增益：A=II^4）第二级放大电路的电压增益:①二-（彳丿2=%（加厶）两级放大电路总增益:4=4A=-心烛6仏II3）（%II加）增益带宽积:精选GBV==4-八2九设置直流工作点:对单个nmos管进行gm/ld.Id/w与Vgs图形仿真，如下图所示。IVWirwiov/ZoomAxesCurvesMarkersAnnotationEditTools：HelpActive17精选z40Id/v;i!gm/ld8003020104000.00-0■80200■!0.00k2mylib90ncxsc

5、hemct：c:Ndv2701:02:0720I4Expressiuns精选VgsR：

6、参数配置Rc10KCc3pF四、仿真调试测试环境搭建。tran为扫频时间，设置输入信号频率为lKHz,因此tran值设置为10ms。扫频范用为1至100GHz“并保存直流工作点信息。如下图所示。3status:Readyvirtuoso©AnalogDesignEnvironmcnt(8)T-Z7Csimulator:spectraSessionSetupArtaJysesVariablesOutputsSinmlationResultsToolsDesignAnalysesLibrarynylLbQTypeArguMcnEnableCellnLStest1detyea2ac1

7、100GAuco..Star.yeaView3chcn.atic3tron010ayeaDesignVariablesOutputs#WaneVolve*Ncjtig/Signal/E期匚ValuePlotSoveKarch1net25艸alLvM2iniyesalLvno3in2yen?lLLvno4outyc5alLvnoPlottingmade:Rqilace>ResultsinA)oiTie/iroi/sinMilat4on/h18tosl/spoclrefsctM)n>aUcr^i