课程设计高增益放大器设计.doc
《课程设计高增益放大器设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《课程设计高增益放大器设计.doc(12页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、课程设计报告一课程设计题目:高增益放大器二 设计过程:1. 设计指标设计指标见表1表1运放设计指标性能参数设计指标负载电容CL1pF开环增益(低频)60dB共模输入范围1.2V输出摆幅(峰峰值)1.6V(CL only)电源电压2.5V, 0直流功耗500MHz压摆率2V/uS输出信号单端输出或者差分输出2. 结构选择和分析 图(1)两级运算放大器为了满足设计指标又同时想得到结构比较简单的运算放大器。最终构根据设计指标采用了两级运算放大器,结构如上图(1)。七管两级运算放大器不仅结构简单而且计算也不复杂简单易懂。能够很好的满足设计指标,所以最终选择了此结构。本次设计使用TANNER仿真工具进行
2、仿真。使用TSMC 0.25um CMOS工艺库。3. 手工计算首先选择在整个电路中使用的器件栅长。为了方便理论计算选取栅长L=1u。0.25um工艺参数如下表2。表2工艺参数VT0(V)(V0.5)VDSAT(V)K(A/V2)(V-1)Nmos0.430.40.6311510-60.06Pmos-0.4-0.4-1-3010-6-0.1管子栅长选好后,可以确定补偿电容Cc的最小值。输出节点P2高于2.2GB可以获得60的相位裕度。根据公式计算出取Cc等于0.5pF.然后在满足摆率要求的基础上确定尾电流。由公式算出:取。根据公式计算出输入最大电压得到:电路处于平衡状态时M3管子处于饱和状态。
3、现在可以确定M3的宽长比,根据正的输入共模范围要求来求解。设计公式如下:计算的出:为了方便计算取18。输入管的跨导要求可以由Cc和GB的知识来求解。根据公式计算得出:宽长比可以直接由得到如下:计算得到:为了方便后边计算取30。现在利用负的ICMR公式推导计算出:得到:那么为了方便后边的计算取2。为了得到60的相位裕度,的值近似是输出极点设置在2.2GB处。跨导可以用下面的关系确定:如果就可以得到:则:最后估算开环增益:约为80dB。静态功耗约为:。如下表3是理论计算得到的管子参数。表3运算放大器理论参数M1M2M3M4M5M6M7M8W30u30u18u18u2u190u10u2uL1u1u1
4、u1u1u1u1u1u工艺为0.25um,但是在实际仿真的时候发现如果栅长定为0.25um时性能并不理想,最终选取管子长为0.5um。实际仿真的管子参数如下表4。表4运算放大器器件实际参数M1M2M3M4M5M6M7M8W15u15u9u9u1u95.25u5u1uL0.5u0.5u0.5u0.5u0.5u0.5u0.5u0.5u三仿真过程及结果分析1. 直流和交流分析如下图(1)是对以上的运算放大器结构进行直流扫描确定静态工作点,得到静态工作电压为0.73V然后进行交流仿真,结束后对静态工作点进行扫描得出在静态工作电压等于0.8V时能够得到最大的增益,所以后续仿真静态工作电压定为0.8V。幅
5、频和相频结果在图(2)中,可以从图中得到增益约为80.41dB,单位增益带宽为39.81M,相位裕度约为56.91。图(2)静态工作点确定图(3)幅频特性和相频特性仿真图2. ICMRICMR测量结构如下图(8)所示。如下图(4)通过给输入做电压扫描查看M1漏端的电流变化,趋于稳定时读取电压输入范围。得到共模输入范围的仿真图得到ICMR为1V2.4V。图(4)ICMR仿真图3. 压摆率压摆率通过如下图(8)所示结构仿真测量。给定一个方波得到输入变化10%和90%时分别是0.4v和2 v变化时间为50.7ns如下图(5)所示。计算得到压摆率是32v/us。图(5)压摆率仿真图4. CMRR共模抑
6、制比用如下图(6)结构进行仿真,两个输入端口都加上一个交流信号源,并且反相输入端的信号源接到输出端口。得到的仿真结果如下图(7)所示。通过仿真曲线得到CMRR为70.66dB。图(6)CMRR仿真结构图(7)CMRR仿真图5. PSRR电源电压抑制比PSRR由下图(8)结构测量,得到的仿真结果如下图(9)可以得出PSRR为70dB。图(8)PSRR,ICMR和摆率仿真结构图(9)PSRR仿真图6. 输出摆幅输出电压摆幅只需要对输入端dc扫描,分析一下输出电压就可以得到由下图(8)所示仿真结果可以读出为2.47v。范围是8.2mv2.48v。图(8)输出摆幅仿真图7. 实验结果分析在静态情况下通
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 课程设计 增益 放大器 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。