全差分放大器单位增益接法
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。
安耐科 AANNTT88110055 5W全差分输入内置防破音单声道AB D类音频功放产品手册说明书
A N T8105产品手册V1.02018年5月 4日版本日期修改日志概要ANT8105是一款超低EMI，高信噪比，防破音，5W单通道Class AB/D双模音频功放。
在5V电源条件下，驱动2Ω负载可以输出5W功率。
ANT8105切换到AB类工作模式，在带有收音机功能的应用中不带来任何干扰。
ANT8105采用低噪声有源器件工艺，确保放大器输出的高信噪比。
ANT8105内置过热保护功能，确保芯片在各种应用环境中的可靠性，稳定性。
应用●便携式蓝牙音箱●车载GPS 特性●输出功率：5W/2Ω,3W/4Ω●AB/D类双模式●默认防破音控制●超低EMI●上、下电pop-click噪声抑制●90dB的信噪比● 2.8V~5.5V单电源电压供电。
●过热保护，过流保护●SOP8封装订购信息产品型号封装形式器件标识包装方式ANT8105 SOP8 ANT8105 编带典型应用电路ANT8105pin6VDDINNVREFCTRL GND CTRLpin4pin2pin1pin7pin8pin5VOPVON20k10410uF105INPpin320k104图1. ANT8105 典型应用电路最大极限参数表1. 最大极限值参数 范围单位最小值 最大值 电源电压-0.3 5.5 V 环境工作温度-40 85 ℃ 工作结温 -40 150 ℃ 储存温度-40 125 ℃ 耐ESD 电压（人体模型）2000V JA 35 oC/W 焊接温度260 o C注：在极限值之外或任何其他条件下，芯片的工作性能不予保证。
电气特性表2.ANT8105电气特性限定条件：（VDD=5V，TA＝25℃，RL=4Ω）参数符号条件最小值标准值最大值单位直流参数电源电压VDD 2.8 5.5 V Shut down电流Isd CTRL=0 0.1 5 uA静态工作电流Idd CTRL=3.3V,Vin=05 8 mA输出失调电压Vos 5 20 mV 振荡器频率F OSC Class D 250 300 350 KHz效率Class D ,Pout=2WRL=4Ω90 %交流参数输出功率Po Class AB, RL=2ΩTHD=10%4.8 W Class AB, RL=2ΩTHD=1%3.8 W Class AB, RL=4ΩTHD=10%3 W Class AB, RL=4ΩTHD=1%2.5 W Class D, RL=2ΩTHD=10%5 W Class D, RL=2ΩTHD=1%3.8 W Class D, RL=4ΩTHD=10%3.2 W Class D, RL=4ΩTHD=1%2.5 W谐波失真THD Class D,Pout=1W,RL=4Ω0.1 %信噪比SNR 90 dB 电源电压抑制比PSRR f=1K 70 dB CTRL控制电平D类电压阈值V D 2.5 VBAT V AB类电压阈值V AB 1.2 1.8 V 关断电压阈值V PD0.4 V 保护过热保护阈值OTP 150 ℃过热保护滞回20 ℃注：测试Class AB性能时满足一定条件的散热环境。
一种全差分增益提升运放的设计与建立特性优化
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维普资讯
第 ２ 卷 第１ ９ 期 ２０ ０６年 ３月
电 子 器 件
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全差分套筒式共源共栅放大器及其共模反馈电路
一毕业设计（论文）进展情况60为什么要使用两级放大器，两级放大器的优点：单级放大器输出对管产生的小信号电流直接流过输出阻抗，因此单级电路增益被抑制在输出对管的跨导与输出阻抗的乘积。
在单级放大器中，增益是与输出摆幅是相矛盾的。
GB GB GB ()()()p p z的相位裕量，所以2.2 10LC因此由补偿电容最小值即可以得到2m112'1g (/)(/)2/12N W L W L K I ==≅ 用负ICMR 公式计算5Dsat V 由式（12）我们可以得到下式15(min)IC SS GS Dsat V V V V =++如果5DS V 的值小于100mv ，可能要求相当大的5(/)W L ，如果5Dsat V 小于0，则ICMR 的设计要求则可能太过苛刻，因此，我们可以减小5I 或者增大5(/)W L 来解决这个问题，我们为了留一定的余度我们(min)IC V 等于-1.1V 为下限值进行计算152511(min)Dsat IC TN SS I V V V V β=---（）则可以得到的5Dsat V 进而推出555'2552(/)()Dsat S W L K V ==（I ）11/1≅即有58(/)(/)11/1W L W L =≅为了得到60°的相位裕量，6m g 的值近似起码是输入级跨导1m g 的10倍（allen 书p.211例6.2-1），我们设us g g m m 9421016==，为了达到第一级电流镜负载（M3和M4）的正确镜像，要求46SG SG V V =，图中x ，y 点电位相同我们可以得到6644(/)(/)64/1m m gW L W L g ==进而由6662(/)m Pd g K W L I '=我们可以得到直流电流 22m6m667''6666g g 113.72(/)2d d I I A K W L K S μ==== 同样由电流镜原理，我们可以得到7755(/)(/)32/1d d IW L W L I ==3、仿真和测量 （1）DC 分析图2 VOUT 、M5管电流、M7管电流、Vx 与Vy 与输入共模电压变化的关系图4 测量共模输入范围的电路图图5 运放的输入共模电压范围从图中可以得到输入共模范围满足设计指标(-1V~2V)（3）测量输出电压范围在单位增益结构中，传输曲线的线性收到ICMR 限制。
全差分两级放大电路
综合课程设计研究报告课题名称：全差分两级运放研究人员：指导教师：王向展宁宁201 年1月1日微电子与固体电子学院目录一、绪论 (1)（一）研究工作的背景与意义 (1)（二）国内外现状分析 (1)二、研究目标、研究内容与技术指标 (1)（一）研究目标 (2)（二）研究内容 (2)（三）关键技术 (2)（四）技术指标 (3)三、电路工作原理 (3)（一）电路结构理论 (4)（二）关键电路模块 (4)（三）非理想效应 (5)四、电路设计与仿真 (6)（一）电路设计方案 (6)（二）电路设计结构 (9)（三）电路仿真及结果 (10)五、全文总结与展望 (12)参考文献 (13)一、绪论（一）研究工作的背景与意义随着模拟集成电路技术的发展，高速、高精度运算放大器得到广泛应用。
全差分运算放大器在输入动态范围、抑制共模信号和噪声的能力等方面，较单端输出运放有很大优势，成为应用很广的电路单元。
另外，全差分输出时的输出电压信号幅度比单端输出时增大一倍，这对低电源电压供电的现代CMOS电路尤为重要，因为这可以扩大输出信号的动态范围。
因此，本文讨论并设计了满足一定要求的全差分运算放大器。
（二）国内外现状分析从第一颗运算放大器IC问世到现在，运算放大器技术已经在半导体制造工艺和电路设计两方面取得了巨大进展。
在大约40年的发展过程中，IC制造商们利用上述先进技术设计出了近乎“完美”的放大器。
虽然什么是理想放大器很难有一个精确定义，但它却为模拟设计工程师提供了一个目标。
理想放大器应该无噪声、具有无穷大增益、无穷大输入阻抗、零偏置电流以及零失调电压，它还应该不受封装尺寸限制，不占用空间。
上述这些，都是许多教科书为了得到简单的传递函数而做出的种种假设。
未来放大器市场增长的驱动力主要有三方面：其一,便携式应用的低功耗要求将推动具有低操作电源电压/电流的放大器增长;其二,高分辨率应用需要能降低噪声和失真度的放大器;其三,由于性能和价格压力持续上扬,因此能够集成其他功能的放大器前景乐观。
全差分放大电路设计报告
设计报告——全差分放大电路设计姓名：李国锋单位：中科院半导体所1. 设计指标Supply VDD3.3V Dynamic range at output (DR) >=70dB Closed-loop gain2 Feedback capacitance(C F ) 0.5pF Load capacitance(C L ) 3pF Settling accuracy <=0.05% Settling time(ts)<=25ns Differential AC Loop Phase Margin>45。
Differential AC Loop Phase Margin >60。
Power consumption as low as possible technology process CSMC (CMOS 0.18um)2．放大器结构的选择2.1整体闭环电路的拓补结构图12.2半边等效电路图2 电容Cs 的大小可从下式得出：由闭环增益，得2=vf A pF pF C A C f vf s 15.0*2*=== 电容Cp 可以估计为：0.5p C pF =2.3 参数的初步估算2．3．1 开环增益的确定：建立误差由两部分组成：一是增益有限造成的静态误差，二是由于运放工作速度造成的动态误差。
由图2，根据基尔霍夫定律可以建立起以下公式333()*()in s P out F V V C s V C s V V C −−=−s '33**1m oout o LG r V V A V r sC ==+由以上方程可以得到：()*(1out s m oin F m o s F p o L V C G r V C G r C C C r sC =−++++)设静态误差是0.02%2=vf A *99.98%actual =2 *99.98%()()s m o s F m o s F p F s F p C G r C AA C G r C C C C A C C C ==−+++−+++得到A＝199962．3．2增益带宽积GBW 的确定 2．3．2．1 确定主极点p w主极点 可以根据运放工作速度造成的动态误差确定p w 1/1/out ZinP V s w AV s w −=−+到时域变成()11p w t pactual z w u t A e w−⎛⎞⎛⎞=−+⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠当t＝25ns 时，误差小于0.05% 推出320p w M =2．3．2．2 确定GBW/2*p w GBW πβ= 其中14F s F p C C C C β==++需要引起高度注意的是β是1/4,而不是1/2。
差分输入单端输出放大器电路图
差分输入单端输出放大器电路图该电路是一款用于将一个差分输入转换为一个单端输出的电路。
当增益等于 1 时 (R1 = R2 = 604W 和 VOUT = V2 – V1)，输入参考差分电压噪声为 9nV/√Hz，差分输入信噪比为 (对于位于 4MHz 噪声带宽内的输入信号)。
输入 AC 共模抑制取决于电阻器 R1 和 R3 的匹配以及LT1567 负输出转换器的增益容差 (在高达 1MHz 频率下，当电阻器匹配误差为 1% 和负输出转换器增益容差为 2% 时，共模抑制至少为 40dB)。
怎样采用多种单端信号驱动低功率的16 位ADC[导读]?匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。
本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案，本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。
匹配传感器输出和 ADC 输入范围可能很难，尤其是要面对当今传感器所产生的多种输出电压摆幅时。
本文为不同变化范围的差分、单端、单极性和双极性信号提供简便但高性能的 ADC 输入驱动器解决方案，本文的所有电路采用了 LTC2383-16 ADC 单独工作或与 LT6350 ADC 驱动器一起工作来实现 92dB SNR。
LTC2383-16 是一款低噪声、低功率、1Msps、16 位 ADC，具备±的全差分输入范围。
LT6350 是一款轨至轨输入和输出的、低噪声、低功率单端至差分转换器/ADC 驱动器，具备快速稳定时间。
运用 LT6350，0V 至、0V 至 5V 和±10V 的单端输入范围可以很容易转换为 LTC2383-16 的±全差分输入范围。
全差分驱动图 1 显示了用于本文所述所有电路的基本构件。
该基本构件用于至 LTC2383-16 模拟输入的DC 耦合全差分信号。
差分放大器公式推导
差分放大器公式推导差分放大器是一种常见的电路，主要用于放大差分输入信号。
它具有共模抑制功能，可以消除共模干扰，提高电路的稳定性和精度。
本文将从基本原理入手，详细介绍差分放大器的公式推导过程。
一、差分放大器基本原理差分放大器由两个基本电路组成：差动输入电路和共源极放大器。
其中，差动输入电路由两个输入电阻和两个输入信号组成，可以将两个输入信号进行差分运算，从而消除共模干扰。
共源极放大器则具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点，可以增益差分输入信号。
二、差分放大器公式推导为了方便推导，我们先定义一些符号：Vin+：正输入信号Vin-：负输入信号Vout+：正输出信号Vout-：负输出信号Rin：输入电阻Rf：反馈电阻Av：电压增益，即输出电压与输入电压之比共模电压Vo：两个输入信号的平均值，即Vo=(Vin+ +Vin-)/2差模电压Vd：两个信号的差值，即Vd=Vin+ -Vin-1、输入电阻公式推导对于差分输入电路，根据欧姆定律可以得到：Vin+ =I1 * Rin +VoVin- =I2 * Rin +Vo其中，I1和I2分别为流经Vin+和Vin-的电流，Vo为共模电压。
将两式相减，可得：Vin+ -Vin- =(I1 -I2)*Rin由于差分电路需要将两个输入信号相减，因此需要满足I1=I2，即两个输入电阻必须相等。
因此，我们可以得到输入电阻公式：Rin=Rin1=Rin22、电压增益公式推导对于共源极放大器，我们可以使用KVL和KCL进行分析。
首先，根据KVL可得：Vout+ =-gm*(Vgs1 +Vgs2)*RfVout- =-gm*(Vgs1 +Vgs2)*Rf其中，gm为MOS管的转导系数，Vgs1和Vgs2为两个MOS管的栅极-源极电压。
由于两个MOS管的栅极相互反向，因此它们的Vgs之和等于差模电压Vd。
因此，可以得到：Vgs1 +Vgs2 =Vd/2代入上式，可得：Vout+ =-gm*Vd/2*RfVout- =gm*Vd/2*Rf将两式相加并化简，可得输出电压：Vout =gm*Vd*Rf因此，电压增益公式为：Av=Vout/Vd=gm*Rf3、共模抑制比公式推导对于一个理想的差分放大器，当两个输入信号的共模电压变化时，输出电压应该不变。
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全差分放大器单位增益接法
全差分放大器(Unit-Gain Differential Amplifier)是一种常见的电子电路，用于放大微弱的差分信号。
它的特点是具有单位增益，即输入和输出之间的电压增益为1。
本文将介绍全差分放大器的工作原理、应用领域以及设计要点。
一、工作原理
全差分放大器由两个差分放大器组成，分别为正相放大器和负相放大器。
它们通过相同的输入信号源来产生差分信号，并通过负反馈来实现单位增益。
正相放大器将差分信号的一个输入端连接到信号源，另一个输入端连接到地，输出端连接到负相放大器的一个输入端。
负相放大器将差分信号的一个输入端连接到信号源，另一个输入端连接到正相放大器的输出端，输出端连接到负载。
通过这样的连接方式，正相放大器和负相放大器之间形成了反馈回路。
在工作时，输入信号经过正相放大器放大后，在反馈回路中形成一个反向信号，通过负相放大器放大后再反馈到正相放大器。
经过多次放大和反馈，最终实现了单位增益。
二、应用领域
全差分放大器广泛应用于模拟信号处理和数据转换领域。
它在模拟信号处理中常用于放大传感器信号、滤波和增益控制等。
在数据转
换中，全差分放大器常用于模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)中，用于放大和处理输入和输出信号。
三、设计要点
1. 选择合适的放大器芯片：选择具有低噪声、高增益和高输入阻抗的差分放大器芯片，以满足设计要求。
2. 设置合适的偏置电流：通过合适地设置放大器的偏置电流，可以提高放大器的线性度和稳定性。
3. 选择合适的反馈电阻：反馈电阻的选择对全差分放大器的增益和带宽有重要影响。
需要根据具体应用需求选择合适的数值。
4. 保持良好的布局和屏蔽：在设计电路时，需要注意良好的布局和屏蔽，以减少电路中的干扰和噪声。
5. 考虑功耗和供电电压：在设计全差分放大器时，需要考虑功耗和供电电压的限制，以满足实际应用的需求。
总结
全差分放大器是一种重要的电子电路，在模拟信号处理和数据转换领域有着广泛的应用。
它通过正相放大器和负相放大器的结合，通过负反馈实现了单位增益。
在设计全差分放大器时，需要考虑芯片选择、偏置电流设置、反馈电阻选择以及布局和屏蔽等因素。
通过合理的设计和优化，可以实现高性能的全差分放大器电路。