模擬集成-cmos課件運(yùn)算放大器

如圖RC電路，是線性電

1

R1 1

1

C

/1A R1R2

IC

M2的柵極電壓下 gmD ，， gmD 得到對(duì)電容的充電電流Igm當(dāng)輸入電壓繼續(xù)增加，使M1抽掉Iss全部電流，M2關(guān)斷CIgmVIss運(yùn)放經(jīng)歷輸入低到高的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換速率＝IssCLCCL

CL ln1000

Q

ISS

CL6.9

ISS

CL

6.9

ISS

o V6.9 o

QImax轉(zhuǎn)換速率為：Iss若IP轉(zhuǎn)換速率為：IssIP 一步提高。如右圖：IVxVG2VGS2IAIAIgm2VGVXro

QVG2

1

Vx QVXIo

1 1

ro1I m2

oro2 o

r 1

r rIIo

o2

m2o1

m2o1AVgm1

Agm1gm2Agm3ro3Routgm3ro3gmAVgm1gm3ro3gm2ro1ro2擺幅下降

Vth3Vdsat

VoutVth3Vdsat3VdsatVxVdsat1VdIss1VxVGS5VdIssX點(diǎn)電平不受反饋放大器影采用cascode結(jié)構(gòu)，功耗VDD

VGSnVSS

VdsatVGSnVdsat VGSpVdsatVsup,minVsgpVgsn WLp

W

W W WLn

oxL

W

W W W

oxL

ox

L L L WLnW WLnW LIn WLp

IIIn

constan中間區(qū)、M13、M16Ip

WLpW L

2

M13withVb4measureInM18:currentlimiterM19:biasthedrainoftranslinearloopM14-Vsg14Vsg15Veg16

I16In,I17IVin1,Vin2InIpIR注入Vin1,Vin2InIpIR注入R2Vin1,Vin2InI2 12V V2

Q

LR 1R1nVeffnRL同樣：M1

1

1pVeffpRLClass-AB在兩邊，NMOS或PMOS工作，Io,max基本偏置方法：Vab是恒定的電壓Veff1Veff2constanI constantI利用電阻得到恒定的電壓得到參考電流IrefVabIref Vin1Vin2同樣可得 n

IconstantI在靜態(tài)時(shí)，M1的柵電壓和M3的柵漏電壓相

輸出最大電流有限制Iq

1L

IrefVGS5VGS8VGS6VGSVG5I8,I4VG1Ib2Ib32Ib12Ib4靜態(tài)時(shí)，M4、M8平分M7、M8具有相同的電流和襯偏效VGS8VGS5 W W Iq L L

WL

WILI

6

2W WL L

W WL L 5 6 7 W W W WL L L LIqIq IqIq飽和區(qū)：

LWLLWWL

I

2Iq

q2Imax4Iq q

Rail-to-rail和輸入共模電平無(wú)關(guān)；對(duì)電源不敏感；浮動(dòng)電流源偏差例：當(dāng)漏源電壓不同時(shí) 的電流和參考電流之間有誤差若I3I4I3

I5Vx,yVout,cmI3,4I3I4結(jié)果：輸出電平向上漂共模反饋可能是運(yùn)放中一個(gè)很難設(shè)計(jì)的模限制最大輸出擺 R2Vout1R1Vout

out

R1 電阻必須很大，則輸出阻抗不受影響，但面積很Vout,cm和輸出共模電平同步變化?？捎秒娮铏zV V

VV

VV2 V V Vout,cm若R1+R2很小，而I1不夠大，則可能I7=0，M7不能工V VV V

I1

R1輸出擺幅下

TH

eff I11M7、M8工作于深線性

WWL

Vth

R7// W W

1

out

W 2V out 輸出范圍受從輸入到輸出的增益除以從電源到輸出的增

C1C2

gm1V1

m2V2

C1C22Qgm1V2

VDD

gm3

m

m

gm2ro4C 112 C 12PSRR1 2gm2ro4 1 C1

C1 V0表明增益無(wú)限大，比較

例：主極點(diǎn)103rad/s 增益104 擺率1V/s輸出1V V/1040.1mVk10mV0.1mV：考慮擺率限制：：結(jié)論：開(kāi)環(huán)比較器時(shí)延大于等于5.01us 最小 G 11 2I 最小 GVOLM6的漏源最小電壓為

Qp6.75106rad/s, 1.71106rad/ m

1.84stmaxtn/p1Vin100Vin,min