发布时间 : 星期六 文章毕业设计-Bi-CMOS集成运算放大器 - 图文更新完毕开始阅读
图2.5电路原理图
在这次设计中，我采用差动放大电路作为运算放大器的输入级。如电路图所示，其要求是两个管子M9和M10的参数完全相同，而且两个管子的温度也完全对称，这样的要求可以效抑制共模噪声。M2、M4和M8三管的作用是给电路提供合适的直流偏置。M12和M18的镜像电流，其作用是使M9和M10两个管子漏端的电压差为零，把下一级偏置在一个特定的电流水平。M6为电流源。M3和M11是共源放大器，可作为二级放大。M7和M14组成输出级。
2.4.3 CMOS集成运放的电路图仿真
对编辑好的电路原理图进行保存，如果提示有错误，则需仔细查看并进行改正，直至没有报错。下来就可以进行电路仿真了。
动态仿真是通过仿真器不断向电路模型输入激励信号，仿真器将验证的结果记录下来，然后通过各种方法判断输出的结果是否满足技术指标。
电路仿真Composer-schematic界面中的Tools→Analog Artist项可以打开Analog Artist Simulation，出现如图2.6所示的窗口。填写Session（包括Schematic Window、Save State、Load State、Options、Reset、Quit等菜单选项）， Setup（包括Design、
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Simulator/directory/host、Temperature、Model Path等菜单选项）， Analyses（选择模拟类型，在Spectra下有ac、dc、tran、noise四个选项，分别对应的是交流分析、直流分析、瞬态分析和噪声分析。我们知道：交流分析是分析电流（电压）和频率之间的关系，因此在参数范围选择时是选择频率。直流分析是分析电流【电压】和电流【电压】之间的关系。Tran分析是分析参量值随时间变化的曲线）。等选项中的交直流电压、电流、温度等仿真所需的参数，然后选择需要仿真的端口，最后点击绿灯就可以进行电路的参数仿真了。
图2.6仿真窗口
※ 仿真的具体步骤
1. 在Edit Variables窗口中添加新的变量,如是对系统变量(如温度)扫描，就略去这一步。
2. 在Parametric Analysis窗口中，填入变量名称（温度变量是temp），设定扫描范围以及步长等。也可以点击setup，在pick name for variables的弹出菜单中选择所需扫描的参量（除系统参量外，菜单中所列举的都是variables中设置的变量）。
3. Outputs/To be plotted/selected on schematic子菜单用来在电路原理图上选取要显示的波形（点击连线选取节点电压，点击元件端点选取节点电流），这个菜单比较常用。当然我们需要输出的有时不仅仅是电流、电压，还有一些更高级的。比如
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说：带宽、增益等需要计算的值，这时我们可以在Outputs/setup中设定其名称和表达式。在运行模拟之后，这些输出将会很直观的显示出来。
4. 然后运行Analysis菜单下的start子菜单，开始模拟，模拟结果会在Waveform窗口中显示。
※ 运算放大器电路图的仿真结果
大信号和小信号的瞬态响应分别由将一个0V和5V脉冲作用到单位增益结构所决定正摆率和负摆率，负摆动的大过冲是由输出级造成的，原因是电路确定的期望摆率值对负载电容充电的电流不足。 1. 其瞬态总响应如图2.7所示：
图2.7总瞬态响应
2. 其大信号上升响应如图2.8所示，摆率为4.65V/2.08485uS=2.23 V/uS。
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图2.8大信号上升响应
3. 其大信号下降响应如图2.9所示，摆率为-4.8V/3.558552uS=-1.35 V/uS
图2.9大信号下降响应
4. 其小信号上升响应如图2.10所示，摆率为0.09977V/928.38681uS=-0.1m V/uS
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