电流镜负载的差分放大器设计参照.pdfVIP

《IC 课程设计》报告 电流镜负载的差分放大器设计 摘 要 在对单极放大器与差动放大器的电路中， 电流源起一个大电阻的作用， 但不 消耗过多的电压余度。而且，工作在包河区的 MOS 器件可以当作一个电流源。 在模拟电路中，电流源的设计是基于对基准电流的“复制” ，前提是已经存 在一个精确的电流源可以利用。 但是， 这一方法可能引起一个无休止的循环。 一 个相对比较复杂的电路被用来产生一个稳定的基准电流，这个基准电流再被复 制，从而得到系统中很多电流源。 而电流镜的作用就是精确地复制电流而不收工 艺和温度的影响。在典型的电流镜中差动对的尾电流源通过一个 NMOS 镜像来 偏置，负载电流源通过一个 PMOS 镜像来偏置。电流镜中的所有晶体管通常都 采用相同的栅长， 以减小由于边缘扩散所产生的误差。 而且， 短沟器件的阈值电 压对沟道长度有一定的依赖性。 因此，电流值之比只能通过调节晶体管的宽度来 实现。而本题就是利用这一原理来实现的。 目 录 1 设计目标 1 2 相关背景知识 2 3 设计过程 6 3.1 电路结构设计 6 3.2 主要电路参数的手工推导 6 3.3 参数验证（手工推导） 7 4 电路仿真 9 4.1 用于仿真的电路图 9 NMOS ： 9 PMOS 9 整体电路图 10 4.2 仿真网表（注意加上注释） 10 4.3 仿真波形 13 5 讨论 17 6 收获和建议 17 参考文献 19 1 设计目标 设计一个电流镜负载的差分放大器，参考电路图如下： 性能指标如下： 工艺 ICC 网站的 0.35um CMOS 工艺 电源电压 5V 增益带宽积 25MHz 低频开环增益 100 负载电容 2pF 输入共模范围 3V 功耗、面积尽量小 2 相关背景知识 据题目所述，电流镜负载的差分放大器的制作为 0.35um CMOS 工艺，要 求在 5v 的电源电压下，负载电容为 2pF 时，增益带宽积大于 25MHz ，低频开环 增益大于 100，同时功耗和面积越小表示性能越优。 我们首先根据 0.35um CMOS 工艺大致确定单个 CMOS 的性能，即在一定值 的 W/L 下确定 MOS 管在小信号模型中的等效输出电阻和栅跨导， 然后记下得到 的参数并将其带入到整体电