一级运放性能指标仿真

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1、33一级运放仿真总结报告2模电2010级姓名姚评实训内容一级运放仿真实训时间2013年7月22号3333一级运放各指标仿真总结报告一、本次一级运放的仿真大概包括以下13个指标：1、增益Av（1）、开环增益，闭环增益。（2）、差模增益，共模增益。2、输入范围（1）、共模输入范围。（确定工作区间，即是放大器有放大功能、确定各管子饱和的条件）（2）、差模输入范围。（电路能够处理的最大差模信号输入范围）3、摆幅输出量最大值减最小值。4、压摆率又叫压摆，即转换速率（SlewRate）简称SR是大信号特性，定义为，在大信号阶跃发生转换时的斜率。电路接法：单端输出负反馈（输

2、出与输入短路），另一个输入端加上阶跃信号，阶跃信号为共模电压的0.1倍，且输出端与地之间加上电容CL。也可通过Calculator计算得到。其仿真结果如图6.4（有超链接）5、建立时间Settlingtime，简称ST。小信号特性，是输入发生阶跃到输出信号进入最终稳定带的时间间隔。电路接法：单端输出负反馈结构，不接输出负载CL。另一输入端所加的阶跃信号为共模信号的0.001倍。也可通过Calculator计算得到。仿真结果如图7.26、带宽（1）、3dB带宽Bandwidth，通频带增益下降了3个dB时所对应的频率大小，通常对应主极点。（2）、单位增益带宽GB

3、增益下降为1，即20lgAv=0时的带宽。这两个概念可以通过图1.0的仿真结果看到。7、输入、输出阻抗（1）、输入阻抗在输出短路时，输出电流与输入电压之比。（2）、输出阻抗输入短路时，放大器的本征阻抗。33338、噪声（1）、热噪声（2）、闪烁噪声噪声。（3）、散弹噪声载流子之间碰撞所产生的噪声。9、功耗一般要求的指标是指功率：PS=UI*增益线性度：在整个输入信号范围内，增益的变化率。10、共模抑制比CMRR（CommonModeRejectRatio），即差模增益与共模到差模的转换系数比，它表示了差动放大器中对共模扰动影响的抑制能力。（只适用于全差动放大器

4、）。求值方法有两种：（1）、通过公式分别求出差模增益差模增益从而得出；（2）、将电路接成单位增益负反馈结构后，小信号分析，然后列出方程求解。11、电源抑制比PSRR（PowerSupplyRejectionRatio）差模增益与电源到输出的增益之比，（其中和vin=0是指电压源和输出电压的交流小信号为0，而不是直流电平）。求值方法：（1）、通过公式，特殊情况是，当差分信号为0时Add=1，则；（2）、当电路接成单位增益负反馈结构后，根据小信号电路列方程求解。12、失调Voffset（Vos）(5~10mV)。当小信号输入为0时，输出偏移工作点的幅度与差模增益之

5、比——输入失调（无法通过仿真得到）13、相位裕度（PhaseMargin）PM在给定负载下，增益下降为1时，相位变化的剩余量。PM=

6、.35工艺下各器件数据：PMOS0.62478.0812.854.6NMOS0.421579440.5175.92、六种电路图如下：（1）、P管为二极管连接，如图1（2）、电流源连接，如图2（3）、电流镜负载，如图3（4）、套筒式单端输出，如图4（5）、套筒式双端输出，如图5（6）、折叠式双端输出，如图63333图1图23333图3图43333如图5图633331、功耗对于一个一级运算放大器，首先要满足的指标是电路的功耗，要求的功率，又Ps=U*I，在0.35工艺中U==3.3V，可算得：I，这在开始设置尾电流源（栅极加有电压源的MOS管）各参数（管子宽长比，

7、偏置电压大小）时是十分重要的。2、增益接下来是调节各管子饱和，首先要估算各层管子分得的电压（详情见LZW书p246例9.5），然后算出偏置电压，通过公式：计算出各层管子的大概宽长比，通过公式：可以看到与W/L成反比，可通过减小W/L来提高，然后就可以仿真看到增益曲线，通常上述工作做好了，增益能达到要求，若还有差距，则可通过以下公式提高该结构增益：。将图4的套筒式单端输出电路各参数设定好过后，经过一段时间的调试，得到了较好的增益指标，如图1.0，可以看到该放大器增益为：51.37dB。（得到该曲线的方法是：ResultsDirectPlotACdB20，该方法也

8、是仿真中最简单、最常用的方法）3333