1、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)模擬集成電路設(shè)計(jì)運(yùn)運(yùn) 算算 放放 大大 器器（一）（一）什么是運(yùn)算放大器？什么是運(yùn)算放大器？運(yùn)放是運(yùn)放是高增益的差分放大器，高增益的差分放大器，通常工作在通常工作在閉環(huán)（負(fù)反饋）閉環(huán)（負(fù)反饋）狀態(tài)。狀態(tài)。運(yùn)放運(yùn)放的閉環(huán)工作特性的閉環(huán)工作特性理想運(yùn)放在理想運(yùn)放在閉環(huán)工作時(shí)閉環(huán)工作時(shí)：“虛短虛短”和和“虛斷虛斷”反饋反饋運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)普通兩級(jí)運(yùn)放的典型電路普通兩級(jí)運(yùn)放的典型電路對(duì)于容性負(fù)載對(duì)于容性負(fù)載，輸出級(jí)有時(shí)，輸出級(jí)有時(shí)可以省略可以省略普通兩級(jí)運(yùn)放的典型電路普通兩級(jí)運(yùn)放的典型電路對(duì)于電阻負(fù)載對(duì)于電阻負(fù)載，需要輸出級(jí)，需要輸出級(jí)其它運(yùn)放結(jié)構(gòu)其它運(yùn)放結(jié)構(gòu)tel

2、escopic cascode其它運(yùn)放結(jié)構(gòu)其它運(yùn)放結(jié)構(gòu)folded cascode其它運(yùn)放結(jié)構(gòu)其它運(yùn)放結(jié)構(gòu)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)下限：下限：Vin,min=Vdsat+Vth1+Vdsat1上限：上限：Vin,max=VDD-|VGS3|+Vth1上面兩個(gè)電路對(duì)運(yùn)放共模電平的要求是什么？上面兩個(gè)電路對(duì)運(yùn)放共模電平的要求是什么？Sometimes we need rail-to-rail!軌到軌，軌到軌，即即ICMR能達(dá)到系統(tǒng)電源的最低電壓到最高電壓能達(dá)到系統(tǒng)電源的最低電壓到最高電壓 全范圍全范圍運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)失調(diào)電壓是描述運(yùn)放精度的指標(biāo)失調(diào)電壓是描述運(yùn)放精度的指標(biāo)失調(diào)會(huì)使系

3、統(tǒng)精度受到影響失調(diào)會(huì)使系統(tǒng)精度受到影響失調(diào)的原因失調(diào)的原因隨機(jī)失調(diào)隨機(jī)失調(diào)系統(tǒng)失調(diào)系統(tǒng)失調(diào)Random offset : mismatchesSystematic offset由于系統(tǒng)的（電路結(jié)構(gòu)由于系統(tǒng)的（電路結(jié)構(gòu)的）不對(duì)稱或的）不對(duì)稱或“不當(dāng)不當(dāng)”設(shè)計(jì)產(chǎn)生，原則上可以設(shè)計(jì)產(chǎn)生，原則上可以由系統(tǒng)設(shè)計(jì)改善。由系統(tǒng)設(shè)計(jì)改善。由于溝通效應(yīng)的存在，即使由于溝通效應(yīng)的存在，即使M1、M2完全匹完全匹配，輸入輸出電流大小也存在系統(tǒng)誤差配，輸入輸出電流大小也存在系統(tǒng)誤差運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)放大器對(duì)放大器對(duì)小信號(hào)小信

4、號(hào)的響應(yīng)速度用的響應(yīng)速度用3dB帶寬帶寬或或單位增益帶寬單位增益帶寬來表示。來表示。7.運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放的性能參數(shù)運(yùn)放經(jīng)常要工作在大信號(hào)下，運(yùn)放對(duì)運(yùn)放經(jīng)常要工作在大信號(hào)下，運(yùn)放對(duì)大信號(hào)大信號(hào)的響應(yīng)速度的響應(yīng)速度用用擺率擺率SR來表示。來表示。 當(dāng)階躍電壓幅度較小時(shí)，上升斜率與幅度成正比，輸出信號(hào)始當(dāng)階躍電壓幅度較小時(shí)，上升斜率與幅度成正比，輸出信號(hào)始終遵循指數(shù)規(guī)律終遵循指數(shù)規(guī)律什么是擺率？什么是擺率？8.對(duì)于實(shí)際的運(yùn)放，階躍電壓幅度較大時(shí)，上升斜率不再隨幅度增對(duì)于實(shí)際的運(yùn)放，階躍電壓幅度較大時(shí)，上升斜率不再隨幅度增加而增加，而是達(dá)到一個(gè)最大恒定值，這個(gè)加而增加，而是達(dá)到一個(gè)最大恒定值，這個(gè)最大的斜率叫做擺率最大的斜率叫做擺率什么是擺率？什么是擺率？SR是對(duì)運(yùn)放對(duì)大信號(hào)的最大相應(yīng)速率是對(duì)運(yùn)放對(duì)大信號(hào)的最大相應(yīng)速率小信號(hào)時(shí)對(duì)輸出端的充電小信號(hào)時(shí)對(duì)輸出端的充電小信號(hào)時(shí)，負(fù)載小信號(hào)時(shí)，負(fù)載CL的充電電流與信號(hào)變的充電電流與信號(hào)變化的幅度成正比。化的幅度成正比。大信號(hào)時(shí)，負(fù)載大信號(hào)時(shí)，負(fù)載CL的充電電流達(dá)到最大值的充電電流達(dá)到最大值ISS，所以輸出電壓的變化率達(dá)到最大值所以輸出電壓的變化率達(dá)到最大值大信號(hào)時(shí)對(duì)輸出端的充電大信號(hào)時(shí)對(duì)輸出端的充電SR+的形成的形成SR