一種受溫度影響較小的運算放大器
2.2 CMFB電路
CMFB的實現(xiàn)有連續(xù)時間方法和開關(guān)電容方法。本文采用連續(xù)時間方法,如圖3所示,共模采樣端輸出共模電平通過2個相等的電阻R采樣。這種結(jié)構(gòu)能確保在一個很大電壓范圍內(nèi)會有全平衡輸出口。Vref是共模參考電平,這個電路和M13~M17共同構(gòu)成一個閉環(huán)負(fù)反饋回路,使共源輸出級的共模電平近似等于Vref。由于這兩級電路的內(nèi)部都是低阻抗節(jié)點,因此可達(dá)到較大的開環(huán)單位增益帶寬。一般情況下,只要共
模輸入信號的帶寬小于CMFB的單位增益帶寬就可保證電路共模電平穩(wěn)定。
2.3 主體電路
本文采用帶共源輸出緩沖的全差分折疊式共源共柵結(jié)構(gòu),如圖4所示,它的主要優(yōu)點就是較高的增益,輸入共模范圍較大。
2.4 直流增益分析
圖4所示的運算放大器存在兩級:折疊式共源共柵級增大直流增益和共源放大器。
第一級增益:
第二級增益:
整個運算放大器的增益:
因此,要提高運算放大器的增益,主要是提高相應(yīng)的MOS管跨導(dǎo)和輸出阻抗。同時合理地調(diào)節(jié)電路參數(shù)可以使增益、相位裕度等受溫度影響很小。
3 折疊共源共柵全差分運算放大器的版圖設(shè)計
應(yīng)該采用更加合理的版圖布局,更加統(tǒng)一的連線和過孔連接等,使對稱電路的寄生效應(yīng)一致。在全差分運算放大器版圖設(shè)計時,尤其要注意版圖的對稱。
4 仿真結(jié)果與分析
基于TSMC0.18μm工藝,版圖設(shè)計如圖5所示。對版圖提取寄生電阻、電容,采用HSpice,Cadence軟件進行模擬仿真。
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