发布时间 : 星期日 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
压的方向恰好相反。当输入电压加在uP端和参考电压端之间,此时输入电压与输出电压的方向相同。为了区别两个不同的输入端,在uP和uN两端分别标明\和\。
如图2.2所示，运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比
UO=AO(UP-UN)其中，AO是运放的低频开环增益（如 100dB，即 100000倍).
图2.2放大器的符号
为了提高放大器的性能，一般会将放大器的输出端和反响输入端短接起来，形成负反馈，负反馈的作用是保证电路工作是的稳定性。在电路处于深度负反馈时，可利用理想运算放大器工作在线性区时的\虚短\即正向输入端和反向输入端的电流相等)和\虚断\（即正向输入端和反向输入端的点位相等）这两个特点来分析电路。
2.3.2 集成运放电路主要性能指标
1. 输入失调电压UIO
输入失调电压是指当输入电压为零时，由于电路内部结构和器件参数的影响，输出电压不为零。为了使输出电压为零，在输入端所加的补偿电压即为输入失调电压UIO。它表征运算放大器内部电路对称性的指标，一定程度上也反映温漂的大小（一般只有几毫伏）。
2. 输入失调电压温漂 dUIO/dT
输入失调电压温漂是指在规定的工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量的比值，也就是UIO的温度系数，它是衡量运算放大器温漂的重要参数，其值越小越好。这个指标比输入失调电压更重要，因为输入失调电压可以通过调节电阻的阻值使其降为零，输入失调电压的温漂却无法降为零。
9
3. 输入失调电流IIO
输入失调电流是指在输入电压为零时，输入级的差分对管基极（或漏极）电流的差值，这个参数用于表征差分级输入电流不对称的程度（一般为1nA—0.1uA）。 4. 输入失调电流温漂dIIO /dT
输入失调电流温漂是指在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量的比值。也就是IIO的温度系数，其值越小越好。 5. 输入偏置电流IB
输入偏置电流是指当输出电压为零时，运算放大器的两个输入端偏置电流的平均值，这个参数用于衡量差分放大对管输入电流的大小（一般为10nA—1uA）。 6. 最大差模输入电压UIdmax
最大差模输入电压是指运算放大器的两输入端所能承受的最大差模输入电压，超过这个电压时,差分输入管会发生反向击穿现象。 7. 最大共模输入电压UIcmax
最大共模输入电压是指保证运算放大器正常工作的前提下，共模输入电压的最大值。如果输入大于这个值，差分输入管饱和，则放大器失去共模抑制能力。 8. 开环差模增益Aod
开环差模增益是指在运算放大器没有外加反馈时，输出的电压值与输入的电压值之比（一般为100dB—140dB）。 9. 共模抑制比KCMR
共模抑制比即差模电压增益Aod与共模电压增益Aoc之比，常用分贝数来表示， KCMR=20lg(Aod/Aoc）(dB)。它是衡量差放输入级的对称程度和运算放大器抑制共模干扰信号能力的参数，也可以用来衡量运算放大器抑制温漂的能力。其值越大越好（一般为80dB-160dB）。
10
10. 差模输入电阻Rid
差模输入电阻是指输入差模信号时，运算放大器的输入电阻，即差模输入的电压值与相对应的输入电流值之比，可衡量放大器向信号源索取电流的能力。 11. 单位增益带宽fC(BWG)
单位增益带宽fC(BWG)是指当共模增益Aod下降到1时所对应的频率。 12. 转换速率SR(压摆率)
转换速率是指在额定负载的条件下，输入一个大的阶跃信号时，输出电压的最大变化率。它反映运算放大器对快速变化的输入信号的响应能力。
2.3.3 集成运放电路的设计流程
1. 确定运算放大器的偏置电流。
2. 确定MOS管的栅源电压。在给定偏置电流时，增大MOS管的宽长比（一般长不变，宽增大），则电路的共模抑制比增大，噪声减小，电路的匹配性好，增益增大。但缺点是增加了版图面积和寄生电容，电路的工作速度减小。 3. 确定器件的尺寸。 4. 确定放大器的补偿。
2.4 CMOS集成运放电路的设计 2.4.1 建库
我们编辑版图是在Cadence软件中的Virtuoso Layout Editor的版图编辑环境中来进行版图的编辑。我们首先在系统中建立自己的库，如图2.3所示：
11
图 2.3建库窗口
建完库后，就可以在自己的库下面建立电路编辑单元，如图2.4所示：
图2.4建立电路编辑窗口
2.4.2 CMOS集成运放的电路图
打开电路编辑单元就可以进行电路编辑了。其编辑结果如图2.5所示：
12