友情提示：如果本网页打开太慢或显示不完整，请尝试鼠标右键“刷新”本网页！
电子电路大全(PDF格式)-第71部分
快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！
2I S4 和 S5 必须满
8 最大输入CM S4 =S5 = ' 4 2
KP （V DD …Vin max ＋VT 1 ） 足或超过第三步
的要求
差模电压增 vout gm1 gm 2 2 ＋k
9 =（ ＋ ）RII =（ ）gm 1RII —
益 2 2（1 ） 2 2
v ＋k ＋ k
in
10 功耗 P =（V …V ）（I ＋I ＋I ＋I ） —
diss DD SS 3 10 11 12
手算过程：
根据上表的方法，可以得到下面的结果：
I =SR ×C =10×106 ×10…11 =100uA
3 L
选择I4=I5=125uA
下一步，我们看到 0。5＇VDD…Vout（最大）＇的值是（0。5V）/2 或 0。25V，于是：
× uA × ×
2 125 2 125 16
= = = = =80
S S S
4 5 14 2 2
50uA / V ×（0。25V） 50
假设M6 和M7 电流处于最坏情况，得出：
× uA × ×
2 125 2 125 16
= = = = =80
S S S
6 7 13 2 2
50uA / V ×（0。25V） 50
＇ ＇
0。5 V （最小）－V
out SS 的值也是 0。25V，可以得出S8、S9、S10 和S11 的值为：
2 ×I 2 ×125uA
= = = = 8 =36。36
S S S S
8 9 10 11 2 2 2
K ' V 8 110uA / V ×（0。25V）
N DS
R1 和R2 的值等于 0。25V/125uA或 2kΩ。在第六步中，由GB的值得出S1 和S2 为：
2 2 6 2 …11 2
GB ×C 20 ×10 10
= = L = （ π ） （ ） =35。9
S S
1 2 K 'I 110 10…6 100 10…6
× × ×
N 3
最小输入共模电压定义S3 为：
133
…………………………………………………………Page 582……………………………………………………………
2I
3
S =
3 I 3 1/ 2 2
' （ ） …（ ）
K Vin 最小 V V 1
N SS ' T
K S
N 1
200 ×10…6
= =91。6
2
…6 100 1/ 2
110×10 …1。5 ＋2。5 …0。75
110×35。9
我们必须检查S4 和S5 是否足够大以满足最大输入共模电压。2。5 的最大输入共模电压
要求：
2I
S S 4
= ≥
4 5 2
K ＇V Vin V ＇
'× （最大） ＋
P DD T 1
2 ×125uA
= =10。2
50 ×10…6 uA / V 2 （0。7V）2
此值远小于 80。实际上，当S4=S5=80 时，最大输入共模电压是 3V。最后，得出S12
为：
125
S = S =114。53
12 3
100
功耗是：
（ ）
P =5V 125uA ＋125uA ＋125uA =1。875mW
diss
小信号电压增益需要用以下的值来估算：
S4，S5，S13，S14：g m = 2 ×125×50 ×80 =1000uS 和
g ds =125×10…6 ×0。05 =6。25uS
S6，S7：g m = 2 ×75 ×50 ×80 =774。6uS 和g ds =75 ×10…6 ×0。05 =3。75uS
g m = 2 ×75 ×110×36。36 =774。6uS
S8，S9，S10，S11：
g ds =75 ×10…6 ×0。04 =3uS
和
S1，S2：g mI = 2 ×50 ×110×35。9 =628uS 和 g ds =50 ×10…6 ×0。04 =2uS
于是得出：
1 1
R9 ≈g m9 Rds 9 Rds 11 =（774。6uS ） =86。07MΩ
3uS 3uS
134
…………………………………………………………Page 583……………………………………………………………
1 1 1
R ≈（86。07MΩ） （774。6uS ） =19。04MΩ
3。75uS 2uS 6。25uS
R9 （g ds 2 ＋g ds 4 ） 86。07MΩ（2uS ＋6。25uS ）（3。75uS ）
k = = =3。4375
g m 7 rds 7 774。6uS
小信号、差模输入电压增益是：
2 ＋k 2 ＋3。4375 …3 …6
Avd =（ ）g mI R =（ ）0。628 ×10 ×19。40 ×10 =7464V / V
2 ＋2k 2 ×4。4375
该增益大于指标的要求，但这应该是允许的。
用共源共栅结构的运算放大器可以使设计者优化二阶性能指标，这一点在传统的两级
运算放大器中是不可能的。特别是共源共栅技术对提高增益、增加PSRR值和在输出端允许
自补偿是有用的。这种灵活性允许在CMOS工艺中发展高性能无缓冲运算放大器。目前，这
样的放大器已被广泛用于无线电通信的集成电路中。
13。4 折叠共源共栅运算放大器的仿真
在现代IC的设计过程中，电路的计算机仿真起着重要的作用。通过我们对上面电路的
分析及介绍，随着人们对半导体器件工作过程的本质认识，己经建立起了对电路工作过程
模拟的越来越精确的模型。与特定工艺提供的仿真模型参数相结合，使得电路仿真结果愈
来愈与实际芯片的最后测量参数值相符合，这就大大节约了芯片的设计、制造成本，为现
代IC 设计的快速、方便、精确提供了一条捷径。
EX 11。1 CASCODE OP AMPS
。option post=2 numdgt=7 tnom=27
*VIN＋ 1 0 DC 0 pwl（0 …1 10n …1 20n 1 1u 1 1。01u …1 2u …1 2。01u …。1 3u …。1
3。01u 。1
*＋4u 。1 4。01u …。1 5u …。1）
VIN＋ 1 0 DC 0 ac 1
VNI 2 0 dc 0 ac 0
VDD 3 0 DC 2。5
VSS 0 4 DC 2。5
CL 5 0 10PF
X1 1 2 3 4 5 OPAMP
。SUBCKT OPAMP 1 2 3 4 5
m1 8 1 6 4 NMOSl l=1u w=35。9u
m2 9 2 6 4 NMOSl l=1u w=35。9u
m3 6 7 4 4 NMOSl l=1u w=91。6u
m4 8 11 3 3 PMOSl l=1u w=80u
m5 9 11 3 3 PMOSl l=1u w=80u
135
…………………………………………………………Page 584……………………………………………………………
m6 13 12 8 8 PMOSl l=1u w=80u
m7 5 12 9 9 PMOSl l=1u w=80u
m8 14 13 15 4 NMOSl l=1u w=36。36u
m9 5 13 16 4 NMOSl l=1u w=36。36u
m10 15 14 4 4 NMOSl l=1u w=36。36u
m11 16 14 4 4 NMOSl l=1u w=36。36u
m12 12 7 4 4 NMOSl l=1u w=114。53u
m13 11 12 10 10 PMOSl l=1u w=80u
m14 10 11 3 3 PMOSl l=1u w=80u
R1 11 12 2K
R2 13 14 2K
VBIAS 7 0 …1。6
。MODEL NMOSl NMOS VTO=0。70 KP=110U GAMMA=0。4 LAMBDA=0。04 PHI=0。7
＋MJ=0。5 MJSW=0。38 CGBO=700P CGSO=220P CGDO=220P CJ=770U CJSW=380P
＋LD=0。016U TOX=14N
。MODEL PMOSl PMOS VTO=…0。7 KP=50U GAMMA=0。57 LAMBDA=0。05 PHI=0。8
＋MJ=0。5 MJSW=0。35 CGBO=700P CGSO=220P CGDO=220P CJ=560U CJSW=350P
＋LD=0。014U TOX=14N
。ENDS
。op
*。tf v（3） vi1
。dc VIN＋ …0。005 0。005 100u
。print dc v（5）
。ac dec 10 1 10MEG
。print ac vdb（5） vp（5）
*。dc VIN＋ …2。5 2。5 0。1
*。iplot v（5）
*。tran 0。05u 5u 0 10n
*。print v（5） v（1）
。end
13。4。1 开环特性的仿真
采用如图 13…3 所示的电路图可以成功的仿真出折叠共源共栅运算放大器的开环特性。
136
…………………………………………………………Page 585……………………………………………………………
图 13…3 开环增益测试图
1）开环传输特性的仿真
折叠共源共栅运算放大器的同相输入端加上直流扫描电压，从…2。5V扫到 2。5V，其直
流传输特性如图 13…4 �
快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
温馨提示： 温看小说的同时发表评论，说出自己的看法和其它小伙伴们分享也不错哦！发表书评还可以获得积分和经验奖励，认真写原创书评 被采纳为精评可以获得大量金币、积分和经验奖励哦！