CMOS运放的优化设计 0,=L=425M C 5.相位裕量 C3=265f,Cs4=265f,Cg6=166f,C1=42f,Cd2=42f,Cd4-=35f。 Rm14=2.4k 主极点对相位的贡献为-90°。零点o.=1.20, 输出极点0p2=30,，镜像极点0p≈。 8m3 =87.4M, 1 寄生极点@pRaC6+C:+Ca】 =273M PM≈90+arctan -arctan -arctan -arctan80 0p2 0p4 6.共模抑制比 CMRR= 2gml8m3一= (8m+g)8os(元n+n)mV WW=15196-84DB H,Hp LLI 7.负电源抑制比 NPSRR= 2gm8m6 (g2+g4)86(2n+p)2nV1 WW。-61648=95DB HaMp LLe o 8.等效输入噪声 S,= 2Kp 1+ C(WL)f KL=230nV /rt hz. KoHp §2.5 hspice仿真 1.直流分析： ◆直流电流：各os管的直流电路己经在表格1.1中列出。下面分析与设计 值的误差。可以看到，输入级的直流电流误差较是有沟道长度调制效应的， 即
CMOS 运放的优化设计 11 m1 u c g C ω = =42.5M 5．相位裕量 Cgs3 =265f ，Cgs4 =265f ，Cgs6 =166f ，Cgd1=42f ，Cgd 2 =42f ，Cgd 4 =35f 。 Ron14 =2.4k 主极点对相位的贡献为-90D 。 零点 1.2 ωz u = ω 输出极点ω p2 =3ωu ，镜像极点 3 3 341 m p gs gs gd g CCC ω ≈ + + =87.4M， 寄生极点 ( ) 4 14 6 4 2 1 p RC C C on gs gd gd ω ≈ + + =273M 234 PM 90+arctan arctan arctan arctan uu u u zp p p ω ωωω ω ωωω ≈ −−− =80D 6．共模抑制比 1 3 13 2 02 04 05 1 3 5 2 4 ( )( ) m m ox n p n pp g g C WW CMRR g g g LLI µ µ λ λλ = = + + =15196=84DB 7．负电源抑制比 1 6 16 02 04 06 1 6 1 6 2 4 ( )( ) m m ox n p n pn g g C WW NPSRR g g g LL I I µ µ λ λλ = = + + =61648=95DB 8．等效输入噪声 [1 ] ( ) 2 2 3 2 1 1 K L K L C WL f K S p p n n ox p n µ µ = + =230nV /rt hz §2.5 hspice 仿真 1．直流分析： ◆直流电流：各 mos 管的直流电路已经在表格 1.1 中列出。下面分析与设计 值的误差。可以看到，输入级的直流电流误差较½是有沟道长度调制效应的， 即 ( ) 1 2 1 2 ox eff ds W I CV V L µ λ ⎛ ⎞ = + ⎜ ⎟ ⎝ ⎠
CMOS运放的优化设计 Fr equency=4.27e 80 60 1t0 20 180 150 1 120 10 00 40 20 t01 ?) 图2.2 交流特性分析 ey) 图2.3 共模输入范围分析 在本次设计所采用的一级模型中，p管的沟道效应调制系数为0.06，分 析三个管M5,M7,M9的V,,可以看到，M9和M7都达到了2.5V以上， 而M5只有1V左右。所以导致输入级的电流偏小。 ◆直流功耗：1.8556m ◆工作状态： 除M14作为线性电阻处在linear region外，其他mos管均处 在saturation region. 2.交流特性： 画出运放的幅频和相频曲线，见图2.2。图中，蓝色为幅频曲线，红色为 相频曲线，可以得到运放的单位增益带宽42.7Mz,相位裕度83.4度。低频 时开环增益为83.6DB。 12
CMOS 运放的优化设计 12 图 2.2 交流特性分析 图 2.3 共模输入范围分析 在本次设计所采用的一级模型中，p 管的沟道效应调制系数为 0.06，分 析三个管 M5 ，M7，M9 的Vds ，可以看到，M9 和 M7 都达到了 2.5V 以上， 而 M5 只有 1V 左右。所以导致输入级的电流偏小。 ◆直流功耗： 1.8556m ◆工作状态： 除 M14 作为线性电阻处在 linear region 外，其他 mos 管均处 在 saturation region. 2．交流特性： 画出运放的幅频和相频曲线，见图 2.2。图中，蓝色为幅频曲线，红色为 相频曲线，可以得到运放的单位增益带宽 42.7Mhz ，相位裕度 83.4 度。低频 时开环增益为 83.6DB