OPR2R軌到軌運算放大器怎么調(diào)試增益帶寬相位裕度穩(wěn)定性

1、*0PR2R在VDD=3.3V條件下的調(diào)試 設(shè)計思路 DC仿真 AC仿真 噪聲仿真 帶載能力仿真OPR2R在VDD=2.5V條件下的調(diào)試 設(shè)計思路 DC仿真 AC仿真 噪聲仿真 帶載能力仿真問題分析和總結(jié) 確定VP1，VP2，VN1，VN2的電壓u 首次估算PM25、PM24、NM37、NM38的漏端電壓，如圖所示。u 分別假設(shè)PM25、PM24的Vth=1V和NM37、NM38的Vth=0.9V,同時假設(shè)PM25、PM24、NM37、NM38的過驅(qū)動電壓的0.250V,則可以通過計算可的VP1=2.05V,VP2=1.75V,VN1=1.45V,VN2=1.15V 偏置電路的尺寸設(shè)計u 已知

2、偏置電壓的大小和電流大小，通過不斷的調(diào)試，可以找到合適的寬長比；u 保持各個管子都工作在飽和條件下。 確定輸入級管子的尺寸u 在各個節(jié)點電壓和偏置電壓已知的情況下，可以計算出各個管子的寬長比；u 實際過程中，需要不斷的調(diào)節(jié)各個管子的寬長比，使其都工作在飽和狀態(tài)，又滿足開始設(shè)置的節(jié)點電壓的要求。u 各個管子的尺寸如圖所示。 確定放大器第一級放大管子的尺寸和兩個偏置電壓u 首次調(diào)節(jié)PM28、PM29的寬長比使電流達(dá)到設(shè)計的要求，這樣就確定PM28、PM29的寬長比和gate電壓；u 同樣的方法可以確定NM41、NM42的寬長比和gate電壓；u 調(diào)節(jié)PM27、PM30、NM40、NM43的寬長比，

3、使其都能工作在飽和狀態(tài)，這樣就確定了PM27、PM30、NM40、NM43的寬長比；u 知道PM35、PM36、NM47、NM48源端電壓，可以不斷地調(diào)節(jié)這個四個管子的尺寸和gate電壓使各個管子既能工作在飽和狀態(tài)又滿足電流的要求。偏置電壓分別為0.7V和2.43V。 確定剩下偏置電路的尺寸u 不斷調(diào)節(jié)各個管子的寬長比，使都工作在飽和狀態(tài)，卻滿足電壓的要求。 調(diào)節(jié)第二級輸出級管子的尺寸和補償電容和電阻u 調(diào)節(jié)第二季輸出級管子的尺寸，滿足管子的電流為80u，同時各個管子工作在飽和狀態(tài)，增益盡量大。u 首先確定補償電阻的大小，使其相位裕度盡量最大。在電阻確定以后，調(diào)節(jié)補償電容，使相位裕度達(dá)到設(shè)計要

4、求。在tt 27度，正負(fù)輸入管的電壓差為-0.2mV0.2mV變化，輸出電壓的變化如上圖所示，可以得知DC增益為220000倍。在tt 27度條件下，直流增益107.22dB，相位裕度為70度在ff -40度條件下，直流增益109.842dB，相位裕度為59.08度。在ss 120度條件下，直流增益102.741dB，相位裕度為72.07度 調(diào)節(jié)輸出管的尺寸，使其滿足100uA和-100uA的負(fù)載電流，同時增益滿足80dB以上。在tt 27度條件下，空載時的增益為107dB,相位裕度為61.28度。在tt 27度，負(fù)載電流為100uA和-100uA時，增益分別為90500和21495倍。在ss

5、 120度，負(fù)載電流為100uA和-100uA時，增益分別為11100和11527倍。在ff -40度條件下，負(fù)載電流為100uA和-100uA時，增益分別為226962和38411倍。2.5V2.375V2.25V0.25V0.125V 確定VP1， VP2 ，VN1，VN2的電壓u 首次估算PM25、PM24、NM37、NM38的漏端電壓，如圖所示。u 分別假設(shè)PM25、PM24的Vth=1V和NM37、NM38的Vth=0.9V,同時假設(shè)PM25、PM24、NM37、NM38的過驅(qū)動電壓的0.50V,則可以通過計算可的VP1=1.45V,VP2=1.325V,VN1=1.075V,VN2

6、=0.95VVP1 VP2 1.25VVN1VN2 偏置電路的尺寸設(shè)計u 已知偏置電壓的大小和電流大小，通過不斷的調(diào)試，可以找到合適的寬長比；u 保持各個管子都工作在飽和條件下。 確定輸入級管子的尺寸u 在各個節(jié)點電壓和偏置電壓已知的情況下，可以計算出各個管子的寬長比；u 實際過程中，需要不斷的調(diào)節(jié)各個管子的寬長比，使其都工作在飽和狀態(tài)，又滿足開始設(shè)置的節(jié)點電壓的要求。u 各個管子的尺寸如圖所示。 確定放大器第一級放大管子的尺寸和兩個偏置電壓u 首次調(diào)節(jié)PM28、PM29的寬長比使電流達(dá)到設(shè)計的要求，這樣就確定PM28、PM29的寬長比和gate電壓；u 同樣的方法可以確定NM41、NM42的

7、寬長比和gate電壓；u 調(diào)節(jié)PM27、PM30、NM40、NM43的寬長比，使其都能工作在飽和狀態(tài)，這樣就確定了PM27、PM30、NM40、NM43的寬長比；u 知道PM35、PM36、NM47、NM48源端電壓，可以不斷地調(diào)節(jié)這個四個管子的尺寸和gate電壓使各個管子既能工作在飽和狀態(tài)又滿足電流的要求。偏置電壓分別為0.1V和2.273V。 確定剩下偏置電路的尺寸u 不斷調(diào)節(jié)各個管子的寬長比，使其滿足電壓的要求。 調(diào)節(jié)第二級輸出級管子的尺寸和補償電容和電阻u 調(diào)節(jié)第二季輸出級管子的尺寸，滿足管子的電流為80u，同時各個管子工作在飽和狀態(tài)，增益盡量大。u 首先確定補償電阻的大小，使其相位裕

8、度盡量最大。在電阻確定以后，調(diào)節(jié)補償電容，使相位裕度達(dá)到設(shè)計要求。在tt 27度，正負(fù)輸入管的電壓差為-0.2V0.2V變化，輸出電壓的變化如上圖所示，可以得知DC增益為184000倍。在ff 40度，正負(fù)輸入管的電壓差為-0.2V0.2V變化，輸出電壓的變化如上圖所示，可以得知DC增益為246000倍。在ss 120度，正負(fù)輸入管的電壓差為-0.2V0.2V變化，輸出電壓的變化如上圖所示，可以得知DC增益為179000倍。在tt 27度條件下，直流增益105.48B，相位裕度為82.29度在ff -40度條件下，直流增益107.99B，相位裕度為72.61度在ss 120度條件下，直流增益105.50dB，相位裕度為79.83度在tt 27度條件下，直流增益119.75B，相位裕度為83.55度在ff -40度條件下，直流增益137.37B，相位裕度為59.89度在ss 120度條件下，直流增益112.359dB，相位裕度為91.48度 調(diào)節(jié)輸出管的尺寸，使其滿足100uA和-100uA的負(fù)載電流，同時增益滿足80dB以上。在tt 27度，負(fù)載電流為100uA和-100uA時，增益分別為69220和45706倍。在ff -40度，負(fù)載電流為100uA和-100uA時，增益分別為177909和216120倍。在ss 120度，負(fù)載電流為100uA和-100uA時，增益分別為112