两级全差动运算放大器的设计

两级全差动运算放大器的设计

班级:自动化0905 姓名:余陆洋

学号:U200914361

同组人姓名:刘洁、戴伟、王睿祺

题目要求

根据性能指标的要求，选择合适的放大器类型，采用0.18um CMOS工艺，设计一个两级运算放大器性能指标如下：

电源电压： 1.8V 第一级增益： ≥20dB 第一级GBW: ≥500MHz 两级增益： ≥80dB 相位裕度： ≥60o

差分压摆率： ≥200V/us

等效输入参考噪声：200nV/Hz@1MHz 负载电容： ≤1pF

静态功耗： 尽可能小，不做具体要求

人员分工

余路洋：运放整体仿真 刘洁：网表的编写

戴伟：第一级运放与第二级运放的仿真 王睿祺：电路参数的设计

整体设计

1） 基本参数设定

VGS?VTH?200mV VTN?0.5V

VTP??0.4V unCox?4.6?10?4

upCox?2.3?10?42） 基本公式

GBW?gmip2?cL

3） 第一级运放设计：

2IDvds?vtn 1WID?uCox(VGS?VTH)22L gm?VddMpbMp1inpMippMipninnoutncmfbMn2boutpMn2a

由题目可知，要满足设计要求最主要的是确定MOS管的宽长比以及偏置电流。 我们取负载电容为cL=0.4Pf，由此可确定ID的大小，又由于

VGS?VTH?200mV

所以

由图可知,增益：30db,GBW>500W.

4） 第二级运放设计

VddMp1aVb2Mp1bMp2aMinpinpVb3Mp2bMinninnoutnoutpMn1aVb4cmfbMn1bVb1Mn1Mn2aMn2b

增益>50db

5） 整体设计

a)增益>80db