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CMOS两级运算放大器设计文档
2014.01.13
目录
第一章概述
第二章设计指标
第三章理论计算
第四章设计步骤
第五章参数说明
第六章仿真
第七章设计总结
第一章概述
本文档设计了一个基于simc040工艺的两级运放，电路结构如图1所示，运放采
用两级结构，第一级是差分输入级，镜像电流源作负载，第二级是共源放大输出
0
级，PMOS管做负载。由于两级结构至少有两个级点，相位偏移至少会达到180，
因此需要用密勒电容Cc进行补偿，同时为增大相位裕度，需加一个调零电阻，
将零点移到左半平面适当位置(1.2GBW处)，此处可用一个NMOSM14实现。偏置
电路暂不考虑。本设计电源电压采用1.1V,负载电容100fF。
图1二级运放电路
第二章设计指标
表1设计指标
设计指标增益带宽最大化
工艺参数40nm工艺
面积不要求
负载电容100fF
输出共模电压0.6V
静态功耗不要求
增益大于50dB
单位增益带宽Maximize
相位裕度大于60o
转换速率无
共模抑制比无
等效输入噪声无
第三章理论计算
3.1静态特性
暂不考虑调零电阻M14，绘出电路的等效模型。
图2.2等效电路模型
图中每一级都是互导放大器，由于第一级差分输入对管M1与M2相同，有
Ggg
M1m1m2
R1表示第一级输出电阻，其值为
R1ro2||ro4
则第一级的电压增益
AGRg(r||r)
1m11m2o2o4
对于第二级，有
R1ro6||ro7
二级的电压增益
Gg
m2m6
AGRg(r||r)
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