二级运算放大器
二级运算放大器
对应网表（SR）
• • • • • • • • • • • • • • *design .option post=2 list .lib 'mm0355v.l'tt rb 1 gnd 8.5k rc 7 9 1.5k cc vout 9 2.3p cl vout gnd 2p m1 6 vout 8 8 pch w=70u l=1u m2 7 vin2 8 8 pch w=70u l=1u m3 6 6 gnd gnd nch w=35u l=1u m4 7 6 gnd gnd nch w=35u l=1u m5 8 5 vdd vdd pch w=34.2u l=1u m6 vout 7 gnd gnd nch w=30u l=1u m7 vout 5 vdd vdd pch w=15u l=1u • • • • • • • • • • • m8 5 5 vdd vdd pch w=2.6u l=1u m9 4 5 vdd vdd pch w=2.6u l=1u m10 5 4 3 3 nch w=3.1u l=1u m11 4 4 2 2 nch w=3.1u l=1u m12 3 2 1 1 nch w=12.4u l=1u m13 2 2 gnd gnd nch w=3.1u l=1u vdd vdd gnd 5 vin2 vin2 gnd pwl (50n 0,150n 5,400n 5,500n 0,r 0n) .op .tran 2n 2u .end
• 仿真分析包括：直流扫描分析（.DC）、交流分析（.AC） 仿真分析包括：
和瞬态分析（.TRAN）
谢谢各位老师！！！生产来自习 二级运算放大器集成08-3班 魏宏威
题目
电路图：
二级运放设计
设计指标：
采用折叠式结构的两级全差分运算放大器的设计
目录1. 设计指标 (1)2. 运算放大器主体结构的选择 (1)3. 共模反馈电路（CMFB）的选择 (1)4. 运算放大器设计策略 (2)5. 手工设计过程 (2)5.1 运算放大器参数的确定 (2)5.1.1 补偿电容Cc和调零电阻的确定 (2)5.1.2 确定输入级尾电流I0的大小和M0的宽长比 (3)5.1.3 确定M1和M2的宽长比 (3)5.1.4确定M5、M6的宽长比 (3)5.1.5 确定M7、M8、M9和M10宽长比 (3)5.1.6 确定M3和M4宽长比 (3)5.1.7 确定M11、M12、M13和M14的宽长比 (4)5.1.8 确定偏置电压 (4)5.2 CMFB参数的确定 (4)6. HSPICE仿真 (5)6.1 直流参数仿真 (5)6.1.1共模输入电压范围（ICMR） (5)6.1.2 输出电压范围测试 (6)6.2 交流参数仿真 (6)6.2.1 开环增益、增益带宽积、相位裕度、增益裕度的仿真 (6)6.2.2 共模抑制比（CMRR）的仿真 (7)6.2.3电源抑制比（PSRR）的仿真 (8)6.2.4输出阻抗仿真 (9)6.3瞬态参数仿真 (10)6.3.1 转换速率（SR） (10)6.3.2 输入正弦信号的仿真 (11)7. 设计总结 (11)附录（整体电路的网表文件） (12)采用折叠式结构的两级全差分运算放大器的设计1. 设计指标5000/ 2.5 2.551010/21~22v DD SS L out dias A V VV V V VGB MHz C pF SR V s V V ICMR V P mWµ>==−==>=±=−≤的范围2. 运算放大器主体结构的选择图1 折叠式共源共栅两级运算放大器运算放大器有很多种结构，按照不同的标准有不同的分类。
从电路结构来看, 有套筒式共源共栅、折叠式共源共栅、增益提高式和一般的两级运算放大器等。
二级运算放大器知识讲解
二级运算放大器哈尔滨理工大学软件学院模拟IC课程设计报告课程模拟IC设计题目二级运算放大器专业集成电路设计与集成班级集成10-2班学生唐贝贝学号1014020227指导老师陆学斌2013年6月14日目录1.课程设计目的…………………………………………………2.课程设计题目描述和要求……………………………………3.课程设计具体内容……………………………………………3.1 设计过程分析……………………………………………3.2使用软件…………………………………………………3.3 原理图……………………………………………………3.4 仿真网表…………………………………………………3.5波形分析…………………………………………………4.心得体会………………………………………………………一、课程设计目的1.熟悉并掌握Hspice与cosmosScope软件的使用。
2.熟练应用Hspice仿真网表并修改分析网表，学会用comosScope查看分析波形。
3.锻炼学生独立完成二级运算放大器的能力。
4. 在扎实的基础上强化实践能力，把模拟IC理论实践化。
二、课程设计题目描述和要求设计指标：静态功耗：小于5mw开环增益：大于70dB单位增益带宽大于5MHz相位裕量：大于60度转换速率（SR）大于20V/us共模抑制比：大于60dB电源抑制比：大于70dB输入失调：小于1mV负载电容：2-4pF要求：1、手工计算出每个晶体管的宽长比。
通过仿真验证设计是否正确，保证每个晶体管的正常工作状态。
2、使用Hspice工具得到电路相关参数仿真结果，包括：幅频和相频特性（低频增益，相位裕度，单位增益带宽）、CMRR、PSRR、共模输入输出范围、SR 等。
3、每个学生应该独立完成电路设计，设计指标比较开放，如果出现雷同按不及格处理。
4、完成课程设计报告的同时需要提交仿真文件，包括所有仿真电路的网表，仿真结果。
5、相关问题参考教材第六章，仿真问题请查看HSPICE手册。
两级运放的自激现象 微波eda
两级运放的自激现象微波eda摘要：1.两级运放的自激现象简介2.微波EDA技术在电路设计中的应用3.两级运放自激现象与微波EDA技术的关联4.利用微波EDA技术解决两级运放自激现象的方法5.实例分析与实践正文：众所周知，两级运放的自激现象是电子电路设计中的一大挑战。
在微波电路设计中，这种现象可能导致信号失真、噪声增加、频率响应恶化等问题。
因此，研究如何解决两级运放自激现象具有重要意义。
本文将介绍两级运放的自激现象及其解决方法，并探讨微波EDA技术在其中的应用。
首先，我们来了解一下两级运放的自激现象。
运算放大器是一种模拟电路，具有很高的增益和带宽。
当两级运放级联时，如果本级输出信号被本级或下级放大，就可能产生自激振荡。
这种振荡会导致电路性能的下降，因此在设计过程中必须加以解决。
微波EDA（Electronic Design Automation）技术是现代电子电路设计的重要工具，它可以在计算机上进行电路仿真、分析和优化。
在两级运放自激现象的解决中，微波EDA技术发挥着重要作用。
通过微波EDA技术，设计人员可以在短时间内对电路进行修改、仿真和分析，从而找到合适的解决方案。
接下来，我们来看一下如何利用微波EDA技术解决两级运放自激现象。
1.利用微波EDA技术进行电路仿真，找到可能导致自激现象的关键环节。
2.对关键环节进行分析，了解其对电路性能的影响。
3.针对分析结果，对电路进行优化。
这可能包括调整元件参数、增加滤波器等措施。
4.重新进行仿真和分析，验证优化方案的有效性。
5.如果必要，重复步骤3和4，直到电路性能满足设计要求。
以下是一个实例分析：假设我们设计一个两级放大器，第一级为放大器A，第二级为放大器B。
在仿真过程中发现，两级放大器存在自激现象。
我们可以通过以下步骤解决：1.利用微波EDA技术，找到放大器A的输出信号被放大器B放大后，重新输入到放大器A的反馈环路，从而产生自激振荡。
2.分析放大器A的输入和输出信号，发现输入信号的幅度和相位变化较小，而输出信号存在较大的幅度和相位波动。
op07+lm358二级运放差分放大电路计算推导
在探讨op07+lm358二级运放差分放大电路计算推导这一主题时，我们首先需要了解什么是op07和lm358，它们分别有怎样的特性和用途。
op07是一款精密运算放大器，具有高增益、低偏移电压和低噪声等特点，适用于精密测量和控制系统。
而lm358是一款双运放芯片，常用于对低功耗和成本敏感的应用中。
接下来，我们可以通过差分放大电路的基本原理来推导op07+lm358二级运放差分放大电路的计算方法。
差分放大电路是一种常见的运放电路，其主要作用是将两个输入信号进行差分放大，从而得到输出信号。
在推导过程中，我们需要考虑输入偏置电流、输入偏置电压、增益等因素，并根据实际电路特性进行适当的近似和假设，最终得到该电路的计算公式和推导过程。
在文章中，不仅要提及op07+lm358二级运放差分放大电路的具体特性和示意图，还需要详细介绍计算推导的步骤和公式。
还可以适当举例说明其在实际应用中的价值和意义，以及对电路参数变化的敏感度与稳定性等方面的深入分析。
总结部分，应该对文章的主要内容进行概括和回顾，强调op07+lm358二级运放差分放大电路的设计和计算方法，以及其在实际工程中的应用前景和发展趋势。
对于个人观点和理解，可以加入对差分放大电路及相关运放电路设计的思考和体会，同时共享对新技术和新趋势的看法和预测。
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希望这篇文章能够帮助您更深入地理解这一主题，并对相关内容有所启发。
op07和lm358分别作为精密运算放大器和双运放芯片，它们在电子工程领域拥有着广泛的应用。
op07因其高增益、低偏移电压和低噪声等特点，常被用于需要精准测量和控制的系统中，例如测量仪器、传感器信号处理、精密计量等领域。
而lm358则是一款低功耗、成本敏感的双运放芯片，常见于电源管理、信号调理、仪表驱动和传感器信号调理等领域。
二级运算放大器设计
二级运算放大器设计
二级运算放大器是一种具有高增益和稳定性的放大器，在滤波器模拟电路和数据转换电路中有广泛应用。
在设计二级运算放大器时，需要选择合适的电路参数和优质元器件，以实现高增益和稳定性的输出信号。
失调电压可以通过调整电路参数和选择优质元器件得到降低。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的二级运算放大器，并根据实际情况进行电路调整和参数优化，以实现最佳性能。
二级运算放大器的设计需要综合考虑各种因素，包括输入信号范围、输出信号要求、电源电压、功耗等。
选择合适的元器件和电路参数，并进行相应的仿真和测试，可以获得高质量的运算放大器设计。
二级密勒补偿运算放大器设计(西安邮电大学)
一、二级运放的结构及设计指标计算1.题目：二级密勒补偿运算放大器设计2.小组成员：3.设计思路设计要求在阅读复旦大学设计资料后，对之间学习过的带隙基准电路总结对比，寻找不同的结构的作用。
最基本的COMS二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如图所示。
主要包括四部分：第一级输入级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。
主要的任务如下：计算相应的设计指标、设计相应参数、绘制cadence核心原理图、绘制Smybol，搭建仿真测试电路、测试并仿真基本指标。
对比仿真结果，优化各项性能最后进行版图绘制，了解并生成版图。
提取参数并进行仿真，对比各项指标。
1.输出级放大电路由M6、M7组成。
M6为共源放大器。
M7为其提供恒定偏置电流同时作为第二级输出负载。
M14和Cc构成相位补偿电路。
因为M14工作在线性区，通过m14的直流电流为0，所以M14可等效为一个电阻，m14与电容Cc构成RC密勒补偿2.输出级放大电路由M6、M7组成。
M6为共源放大器。
M7为其提供恒定偏置电流同时作为第二级输出负载。
M14和Cc构成相位补偿电路。
因为M14工作在线性区，通过m14的直流电流为0，所以M14可等效为一个电阻，m14与电容Cc构成RC密勒补偿3.偏置电路由M8～M13和RB组成。
M8和M9宽长比相同。
M12与M13相比，源极加入了电阻RB，组成微电流源，产生电流IB。
对称的M11和M12构成共源共栅结构，减小沟道长度调制效应造成的电流误差。
在提供偏置电流的同时，还为M14栅极提供偏置电压。
M1和M2为第一级差分输入跨导级，将差分输入电压转换为差分电流；M3和M4为第一级负载，将差模电流恢复为差模电压；M6为第二级跨导级，将差分电压信号转换为电流；M7再将此电流信号转换为电压输出。
4.等效电路图5.静态功耗一旦电源电压确定，静态功耗取决于各支路静态电流总和。
考察各路电路，可以知道，此运放的静态功耗为6.单位增益带宽单位增益带宽是运放最重要的指标之一，它定义为当运放增益为1时，所加输入信号的频率，7.共模抑制比共模抑制比的定义为其中Adm是差模增益，Acm是共模增益。
CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计说明
课程设计报告设计课题: CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计姓名: XXX专业: 集成电路设计与集成系统学号: 1115103004 日期 2015年1月17日指导教师: XXX 国立华侨大学信息科学与工程学院一：CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计1:电路结构最基本的CMOS二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如下图，主要包括四部分：第一级PMOS输入对管差分放大电路，第二级共源放大电路，偏置电路和相位补偿电路。
2：电路描述：输入级放大电路由M1~M5组成。
M1和M2组成PMOS差分输入对管，差分输入与单端输入相比可以有效抑制共模信号干扰；M3和M4为电流镜有源负载；M5为第一级放大电路提供恒定偏置电流。
输出级放大电路由M6和M7组成，M6为共源放大器，M7为其提供恒定偏置电流同时作为第二级输出负载。
偏置电路由M8~M13和Rb组成，这是一个共源共栅电流源，M8和M9宽长比相同。
M12和M13相比，源级加入了电阻Rb，组成微电流源，产生电流Ib。
对称的M11和M12构成共源共栅结构，减少了沟道长度调制效应造成的电流误差。
在提供偏置电流的同时，还为M14栅极提供偏置电压。
相位补偿电路由M14和Cc组成，M14工作在线性区，可等效为一个电阻，与电容Cc一起跨接在第二级输入输出之间，构成RC密勒补偿。
3:两级运放主体电路设计由于第一级差分输入对管M1与M2相同，有R1表示第一级输出电阻，其值为则第一级的电压增益对第二级，有第二级的电压增益故总的直流开环电压增益为所以4：偏置电路设计偏置电路由 M8~M13 构成，其中包括两个故意失配的晶体管M12 和M13，电阻RB 串联在M12 的源极，它决定着偏置电流和gm12，所以一般为片外电阻以保证其精确稳定。
为了最大程度的降低M12 的沟道长度调制效应，采用了Cascode 连接的M10以及用与其匹配的二极管连接的M11 来提供M10 的偏置电压。
最后，由匹配的PMOS器件M8 和M9 构成的镜像电流源将电流IB 复制到M11 和M13，同时也为M5 和M7提供偏置。
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设计二级跨导放大器
要求Ad>80dB，电源电压2.7倍，GB〉5M，Cl=10pF，SR>10V/us，输出电压摆幅>2V,ICMR:1~2V，CMRR>70dB
1.新建工程,绘制电路图
2．因为Cc>0.22Cl，且Cl=10pF
所以取Cc=3pF
所以IdN3>=SR*Cc=25uA，我们取30uA
3．因为ICMR：1~2V
所以Vin=（1V+2V）/2=1.5V
扫描Vth与Vbs的关系，结果为
所以VdsatN3=0.6628mV
4. 设VA=0.6628V，扫描MN3的宽长比，使IdN3=30uA，扫描结果为
所以w=23.95u
5．设定MP1的VonP1=0.2V，Vcc=3V，所以MP1的Vg=Vcc-(Von+VthP1)=3V-(0.2V+0.67V)=2.13V。
扫描MP1的宽长比，使IdP1=30uA/2=15uA，扫描结果为
所以W=22.08u
7. MN1的s端设定为VA=0.6228V,扫描MN1的宽长比，使d端的电压为开始设定的2.13V，扫描结果为
所以W=10.95u
8．因为Itot<1/2.7=370uA，所以ＩｄＮ４＜３７０ｕＡ－３０ｕＡ＝３４０ｕＡ
又因为ｇｍＰ３＞１０ｇｍＮ２，查表可知，ｇｍ／ＩｄＮ≈１４．５，ｇｍ／ＩｄＰ≈１２，所以ＩｄＰ３〉１０＊１４．５＊１５ｕＡ／１２＝１８１．２５ｕＡ，所以选择ＩｄＰ３＝２００ｕＡ。
因为输出摆幅＞２，最大输出电压３－０．２Ｖ＝２．８Ｖ和最小输出电压０．２Ｖ满足条
件，所以设静态输出电压为（２．８Ｖ＋０．２Ｖ）／２＝１．５Ｖ扫描ＭＮ４的宽长比，使ＩｄＰ３＝２００ｕＡ，扫描结果为
此时Ｗ＝１34.38ｕ
９．扫描ＭＰ３的宽长比使输出电压为１．５Ｖ，扫描结果为
此时W=224.25u
10．各偏置和宽长比设置完后，进行Bias Point，结果为
符合要求
11．进行AC sweep扫描电路的放大倍数，结果为
Ad=77.618dB<80dB，不符合条件，需要进行修改
12．因为Ad=gm*r0，所以尝试使MN4、MP3的L=2u，查表得此时的gm/IdP=10.3 所以IdP3>10*14.5*15uA/10.3=211.165uA，又因为IdN4<340uA
所以取IdP3=250uA
静态输出电压不变，扫描MN4、MP3的宽长比，得到的结果为
MN4的宽w=233.65u
MP3的宽w=463.55u
Bias Point 的结果为
符合要求
13．进行AC sweep扫描电路的放大倍数，结果为
Ad=80.023dB 刚好达到要求
同时扫描放大倍数和相位图，结果为
GB=9.3935M满足条件，PM=53.485不满足条件PM>60 所以修改Cl=4pF，此时Bias Point 仿真结果为
AC sweep仿真结果为
Ad=80.023dB,GB=7.4989M,PM=61.5满足条件14.将输入电压变为共模输入电压
进行AC Sweep 扫描结果为
所以Ac=-5.147dB
所以CMRR=Ad/Ac=80.023dB-（-5.147dB）=85.17dB 15.改变输入电压
进行DC Sweep，扫描输出电压摆幅，结果为
输出摆幅大于2V。