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一款简单的 OP amp设计仿真

热度 1已有 3217 次阅读| 2017-1-8 19:55 |个人分类:analog IC design|系统分类:硬件设计

设计电路图如附图：

1】根据电路分析：Av=2*（gm/Id）1/（lambda7 + lambda 9）

2】单位增益带宽：ft=（gm/Id）1*Ib2/（2*π*Cl）

针对电路的设置：
Vin*gm1=（Vin+ - Vin-）*gm1 = △Ib1

Vout=△Ib1*K/(CL*S）

Ib2为输出级电流

Vout/Vin = (gm1/Ib1)*Ib2/（2*π*f*Cl）

当Vout/Vin=1时，f便是对应的单位增益带宽，这样将带宽的设计简化成了一个可查表的参数 gm1/Ib1 跟一个输出级电流 Ib2 的乘积。

单位增益带宽与增益的提高都会使得Ib2线性增加，使得电路的功耗增加。

初步设计目标：

1】工作电压2V

2】工作电流≤50μA

3】带宽≥50K

4】负载电容30pF

6】增益尽量大

总结：

1】增益的提高依赖于Vgs的提高，但是Vgs的提高会压缩Vdd-Vds的空间从而导致输出范围的下降；

2】当负载确定时，单位增益带宽的增加近乎线性的依赖于Id（功耗）的增加，提高Vgs可以使Id/w增加，从而节省运放的面积，弊端同1】

3】所用工艺库NMOS 跨导效率最大16（反型状态），Lambda 约0.07 & 0.13（L=0.6μm），该结构电路能取得的最大增益大约30~40 dB之间。

4】PMOS 作为输入对通常会比NMOS做输入对获得更大的增益，但是最大增益相近，都局限在＜40dB范围内（L=0.6μm的条件下，由工艺仿真参数比较得出）。