近些年來,隨著IC需求的快速增長(zhǎng),模擬集成電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。除了滿足基本參數(shù),電路設(shè)計(jì)逐漸對(duì)低功耗、低噪聲和高增益有了更高的要求。為了滿足電路設(shè)計(jì)的低功耗要求,電路結(jié)構(gòu)必須采用更好的頻率補(bǔ)償技術(shù),這種補(bǔ)償方式在要求降低能耗的同時(shí),也要適應(yīng)低壓電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所以,本文把通用模擬集成電路模塊的運(yùn)算放大器作為研究重點(diǎn),根據(jù)傳感器惠斯通電橋接口電路芯片的應(yīng)用需求,對(duì)惠斯通電橋的微弱信號(hào)放大調(diào)理集成電路模塊進(jìn)行了研究。依據(jù)惠斯通電橋調(diào)理電路的技術(shù)指標(biāo),采用二級(jí)RC密勒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的CMOS跨導(dǎo)運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)的放大調(diào)理,為傳感器提供集成電路CMOS形式的檢測(cè)接口。CMOS密勒補(bǔ)償跨導(dǎo)放大器電路采用0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝進(jìn)行設(shè)計(jì),應(yīng)用HSPICE工具對(duì)CMOS電路進(jìn)行了模擬和驗(yàn)證。研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)方面:○1常用OTA補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其特點(diǎn);○2 OTA的性能參數(shù)以及參數(shù)間的約束關(guān)系;○3根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)CMOS運(yùn)算放大電路MOS管器件參數(shù)的設(shè)計(jì);○4 CMOS跨導(dǎo)放大器的仿真和版圖驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明:CMOS電路的直流增益為93dB,相位裕度為62.2°,轉(zhuǎn)化速率為30V/μs,等效輸入熱噪聲300nV/√Hz,電路單位增益帶寬97.5MHz,靜態(tài)功耗2m W,滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。該CMOS跨導(dǎo)運(yùn)算放大器采用了兩級(jí)放大電路,使開環(huán)增益在低頻段穩(wěn)定不變的同時(shí),增益帶寬大,頻率特性好,實(shí)現(xiàn)了較高的性能指標(biāo)。CMOS跨導(dǎo)運(yùn)算放大器電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率補(bǔ)償效果好等顯著優(yōu)點(diǎn),具有一定的工程借鑒意義。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN722
【部分圖文】：

義于模擬計(jì)算機(jī)，它們用于在許多線性，非線性和大器是由真空管構(gòu)造而成的，需要占用很大的面過更小的分立晶體管來實(shí)現(xiàn)[1]。現(xiàn)在運(yùn)算放大器效率和高性能。IC 的問世，讓 107、810 量級(jí)的大器模塊上去實(shí)現(xiàn)及其復(fù)雜的功能。摩爾定律即倍隨之提出，集成電路的可容納的器件數(shù)量不斷成本也隨之下降，如圖 1.1 所示。集成電路的發(fā)步，運(yùn)放芯片的特征尺寸也在不斷的下降。運(yùn)0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、0.13μm，發(fā)展、16nm、14nm，再到現(xiàn)在的 10nm，芯片的制造這一趨勢(shì)還將持續(xù)下去[2]。

圖 1.2 運(yùn)放設(shè)計(jì)流程圖勒補(bǔ)償技術(shù)作為本電路相位補(bǔ)償來獲得穩(wěn)定的相藝設(shè)計(jì)，針對(duì)低壓，高增益和低噪聲的放大器，補(bǔ)償技術(shù)。通過使用跨導(dǎo)增強(qiáng)運(yùn)算放大器和密勒反得到顯著改善，通過性能指標(biāo)的約束關(guān)系，采用手對(duì)所設(shè)計(jì)的跨導(dǎo)放大器進(jìn)行仿真和版圖驗(yàn)證。具介紹集成運(yùn)算放大電路的發(fā)展，研究背景意義及設(shè)計(jì)方法。放大器幾種常見的密勒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)分析，通過比較傳提出采用基于電阻的二級(jí)彌勒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)跨導(dǎo)運(yùn)算放

圖 2.2 NMC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CL和極點(diǎn)被分離，由電路小信號(hào)分析DC m 1 1 m 2 2 m3 3A g R g R g R31 1 2 2 3 31C m mpRC g R g R 函數(shù)包含兩個(gè)右半平面零點(diǎn)和三個(gè)左的 NMC 結(jié)構(gòu)零點(diǎn)，本文提出了使用調(diào)零電阻的密勒電阻 Rm消除了右半平面零點(diǎn)，而是增小，便可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)右半平面零點(diǎn)的作

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