折疊式共源共柵運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)報(bào)告

1、1.1折疊式共源共柵運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)電容改至J-h1-_住撫0叭臨別1曲丁65列麗'3 .SI 78715617?IK1* *97 喻丁 如輔"1円曲了陽(yáng)5誌陰+抑_ V0曠1“1肝 _ FW 抽:vv疙罷也V一ECSLFE?斗祁曲的詢(xún)Sfi忖一足 EX-SL 園靜態(tài)工作點(diǎn)f LWR- nuu yy 傀 RJIICV V|JUUH>>H廠丄I譏川為丁 丁齊帚F，廠.-I"亠 一II 55411運(yùn)算放大器的仿真1小信號(hào)低頻電壓增益分析運(yùn)放的小信號(hào)相頻和幅頻特性是仿真運(yùn)放的開(kāi)環(huán)小信號(hào)放大倍數(shù)，運(yùn)放的放大倍數(shù)隨頻率 的變化趨勢(shì)；運(yùn)放的相位隨頻率的變化趨勢(shì)；運(yùn)放

2、的相位裕度；運(yùn)放的單位增益帶寬。通 過(guò)仿真這些特性來(lái)鑒別運(yùn)放的放大能力，穩(wěn)定性和工作帶寬。運(yùn)放的輸出端接2pF的負(fù)載電容，在電源電壓為5V，共模輸入電壓為，在運(yùn)放輸入端接差分交流信號(hào)IV，兩輸入端的輸入交流信號(hào)相位相反的條件下做交流小信號(hào)分析，可以得到運(yùn)放的小信號(hào)相頻和幅頻特性如圖所示。電路圖連接如圖，仿真程序見(jiàn)附錄圖低頻小信號(hào)特性仿真電路連接圖ldb>2 Idb2i Ot 0310418 2015圖 低頻小信號(hào)電壓增益分析圖該運(yùn)算放大器的小信號(hào)低頻電壓增益可以看出是。滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)2. 單位增益帶寬程序跟測(cè)量小信號(hào)低頻電壓增益時(shí)相同，仿真波形如圖所示。 該運(yùn)算放大器的單位增益帶寬可以看出

3、.滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)。t>2 Wb2 shmatic ; Qat 27 04;50;29 2D 15100Y phase(VF(l70UT,l»Expressions-100p-30013(0A1M1Cg 40,0 p一 50.039m)delt-a:slQP-e;100口： phase<VF(l70UT,l»-100p-300130;dEi20(VFr7QU," *Jr f曲二_040,0pw 50.01K1Mfreq ( Hz )1<3圖低頻小信號(hào)單位帶寬分析圖3. 相位裕度仿真：從圖上看出相位裕度為180。-127=53。，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)。 程序和

4、測(cè)量小信號(hào)低頻電壓增益時(shí)相同。仿真波形如圖。 b»2 lat>2 schematic : Oct 27 04:50:29 2015Expressions39m)delto：slp-e;圖相位裕度分析圖4. 轉(zhuǎn)換速率(slew rate)運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率是分析運(yùn)放在大信號(hào)作用下的反映速度。仿真運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率可將運(yùn)放的 輸出端和反相輸入端相連構(gòu)成單位增益結(jié)構(gòu)。運(yùn)放的同相輸入端輸入2V到3V的階躍信號(hào)， 利用仿真軟件對(duì)該電路做瞬態(tài)分析得到的輸出波形見(jiàn)圖，從仿真波形得到：在輸出上升曲 線(xiàn)的10%和90%處，其電壓分別為和；時(shí)間分別為和。運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率SR= = V/滿(mǎn)足運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率的指

5、標(biāo)要求。電路圖如圖仿真程序見(jiàn)附錄。圖轉(zhuǎn)換速率分析圖5. 共模抑制比運(yùn)放的共模抑制比是測(cè)試運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。仿真方法是在運(yùn)放的開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，在運(yùn)放的的同相和反相輸入端同時(shí)加入一個(gè)幅度為1V的交流小信號(hào)源，對(duì)電路進(jìn)行交流小信號(hào)分析，仿真結(jié)果如圖所示。從仿真結(jié)果可得，運(yùn)放的低頻共模電壓增益為。因?yàn)檫\(yùn) 放的共模抑制比（dB為單位）等于其差模電壓增益（dB）減去共模電壓增益（dB）,差模 電壓增益是，所以運(yùn)放的共模抑制比近似為，大于運(yùn)放的指標(biāo)要求值。電路圖如圖，仿真程序見(jiàn)附錄。圖共模抑制比分析圖6. 輸入共模電壓范圍運(yùn)放的共模輸入范圍是運(yùn)放的輸入輸出跟隨特性。運(yùn)放的電源為5V,運(yùn)放的反相端和輸出相

6、連，構(gòu)成緩沖器；同相端加直流掃描從0到5V，經(jīng)仿真得到的運(yùn)放輸入輸出跟隨特性如圖所示。電路圖如圖。仿真程序見(jiàn)附錄。DC Response50. ； /OUT4.0 t5.02,0X0Z03.0也 0de f V )At (1,88We kgSWS)delta:(1.53928 1,6j929>B:估皿防B二5跡丁)曰遇：1M001-fl-L3iThrhii ? a T - -aT.irTTM'n-ii-E-aiC'i riirrl尸 N “F? - iaTiiT¥TiFrfu'H'd-i ttM anil aR I*'7. 電壓輸出范圍運(yùn)放的輸出電壓擺幅特性是仿真運(yùn)放的輸出電壓最大值和最小值15運(yùn)放的輸出電壓擺幅特性仿真電路如圖所示。電路圖如圖.仿真程序見(jiàn)附錄。經(jīng)仿真得到的正輸入端接的直流電壓，Vin1輸入端加從0到5V的直流掃描電壓,運(yùn)放輸出電壓擺幅特性見(jiàn)圖。5,0 -*1 . 1 !.H1 1-J E+.0c1-112.0-11,30.£|1.0空血3.04,05.0etc (V)圖電壓輸岀范圍分析圖從圖上可以看出輸出電壓的范圍是：-，符合指標(biāo)要求。運(yùn)放的靜態(tài)功耗運(yùn)放的靜態(tài)功耗是指當(dāng)運(yùn)放在輸入平衡狀態(tài)下電路消耗的總電流和總電壓的乘積。在電源 電壓5V,運(yùn)