NMOS集成運算放大器

　　NMOS集成運算放大器中的器件全由NMOS FET構(gòu)成，它分成E/E型（全由增強(qiáng)型NMOS FET構(gòu)成）和E/D型（由增強(qiáng)型和耗盡型NMOS FET構(gòu)成）兩類。E/D型NMOS運算放大器應(yīng)用比較廣泛。

　　圖1所示為Intel2912脈沖編碼調(diào)制（PCM）雙通道大規(guī)模單片集成開關(guān)電容濾波器中的集成運放電路之一。電路中含有E型、D型及零開啟型（V_T=0，圖中標(biāo)*號的管）NMOS FET共32個，占芯片面積約0.22mm²。整個電路可分為差分輸入級、電平移動與雙端——單端輸出變換電路、主增益級、輸出級等四部分。

圖1 E/D型NMOS運算放大器

（1）差分輸入級

　　T₁~T₇構(gòu)成差分輸入級。其中，T₁和T₂為差分放大管，T₃和T₄為電流源負(fù)載。T₅和T₆構(gòu)成基本電流源電路，提供差分輸入級偏置電流，基準(zhǔn)電流由V_DD、V_SS及T₅、T₇來決定。

(2)電平移動與雙端—單端輸出變換電路

　　T₈~ T₁₆和T₁₉、T₂₀構(gòu)成電平移動電路。其中，T₈、T₉為偏置電流源，提供電平移動電路偏置電壓。T₁₀、T₁₉、T₁₅、T₂₀和T₁₀、T₁₉、T₁₆、T₂₀分別構(gòu)成兩個Wilson電流源電路，T₁₅和T₁₆為電流源輸出管，分別由T₁₁、T₁₃和T₁₂、T₁₄組成的兩個完全相同的并聯(lián)負(fù)反饋式電平移動電路提供工作電流。T₁₁、T₁₃和T₁₂、T₁₄分別把T₂、T₁漏電位V_D2、V_D1向下移動一個電平（約6V），使T₁₇、T₁₈漏極電位V_D17、V_D18分別比V_D2、V_D1低一個電平（約6V）。經(jīng)分析可知電平移動電路的小信號電壓增益，動態(tài)電阻。

　　T₁₇和T₁₈構(gòu)成雙端→單端輸出變換電路。T₁、T₂漏極輸出的互為反相的信號電壓v_d1、v_d2，其中v_d1經(jīng)T₁₂、T₁₄送到T₁₈的漏極；v_d2經(jīng)T₁₁、T₁₃送到T₁₇、T₁₈的柵極，再經(jīng)T₁₈倒相送到的T₁₈漏極。兩路信號在T₁₈的漏極同相迭加送到主增益級。{{分頁}}

(3)主增益級

　　T₂₁~ T₂₄、T₃₂構(gòu)成主增益級。其中，T₂₁、T₂₃構(gòu)成共源共柵放大器（又稱Cascode放大器），T₂₄是放大器的有源負(fù)載。T₂₂用于提供T₂₁的大部分靜態(tài)工作電流（約0.120mA），而T₂₄僅提供T₂₁的小部分靜態(tài)工作電流（約0.057mA）。這樣，T₂₁工作電流大，其跨導(dǎo)大，而T₂₄工作電流小，負(fù)載電阻大，有利于提高主增益極的電壓增益。

　　T₃₂和電容C是用于進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)，以確保運算放大器穩(wěn)定工作。

(4)輸出極

　　T₂₅~ T₃₁構(gòu)成低輸出阻抗（約1.5kΩ）輸出電路。