低闪烁噪声、低失调CMOS运算放大器的设计

发布时间：2023-11-08 18:20

　　半导体行业经历了半个多世纪的飞速发展,模拟集成电路在其中扮演着不可或缺的角色,而运算放大器是模拟集成电路的最重要的基本单元。近年来,随着物联网、5G通信、人工智能和便携设备等信息产业的不断发展,雷达射频收发芯片作为连接外界的桥梁,它的重要性越发显著。运算放大器作为接收机中重要的一部分,需要放大检测微弱回波信号,使得低噪声、低失调运算放大器的研究具有重要的现实意义。基于此研究背景,论文重点分析了低闪烁噪声、低失调电压的CMOS运算放大器设计方法。论文首先介绍了CMOS电路中的噪声、失调理论基础,其次推导计算了放大器中各个基本电路中的噪声、失调。然后在此基础上论文重点详细说明了运算放大器的主体构成电路和设计方法,偏置电路采用结构简单的与电源无关的电流基准提供稳定的电流,输入级采用折叠共源共栅结构来提供较大增益和较大输出摆幅,输出级采用CLASS A结构稳定输出信号失真度低的信号,接着在主体运放中进行频率补偿和共模反馈来满足相位裕度和共模抑制比要求,最后在设计运放的基础上进行噪声失调消除设计,采用了斩波技术和自动调零技术两种方法来分别设计了两款放大器。本论文设计的运算放大器采用0.18um ...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的背景与意义
    1.2 运算放大器的发展状况
    1.3 主要内容和章节安排
第二章 低噪声、低失调运算放大器基础
    2.1 运算放大器的基本结构
    2.2 运算放大器的主要指标
        2.2.1 直流特性指标
        2.2.2 交流特性指标
        2.2.3 瞬态特性指标
    2.3 CMOS电路中的噪声、失调
        2.3.1 噪声的数学表达
        2.3.2 电路中的噪声类型
        2.3.3 单级放大器的噪声
        2.3.4 电路中的失调
    2.4 本章小结
第三章 低闪烁噪声、低失调CMOS运算放大器的设计
    3.1 偏置电路的设计
        3.1.1 电流基准
        3.1.2 偏置电压电路
    3.2 输入级的设计
    3.3 输出级的设计
    3.4 共模反馈的设计
    3.5 频率补偿设计
    3.6 噪声、失调消除设计
        3.6.1 斩波放大器
        3.6.2 自动调零放大器
    3.7 非交叠时钟电路
    3.8 本章小结
第四章 运算放大器的前仿真与分析
    4.1 运算放大器前仿真概述
    4.2 关键指标前仿真与结果分析
        4.2.1 幅频特性与相频特性
        4.2.2 输出电压范围
        4.2.3 共模输入范围
        4.2.4 共模抑制比
        4.2.5 电源抑制比
        4.2.6 压摆率
        4.2.7 等效输入噪声
        4.2.8 等效输入失调电压
        4.2.9 闭环带宽与增益
        4.2.10 闭环瞬态
    4.3 本章小结
第五章 版图设计与验证
    5.1 版图设计基础
        5.1.1 工艺技术
        5.1.2 失效机制
    5.2 版图设计方法
    5.3 电路总体版图
    5.4 规则检查
        5.4.1 DRC
        5.4.2 LVS
    5.5 关键指标后仿真验证
        5.5.1 幅频特性与相频特性后仿真
        5.5.2 输出电压范围后仿真
        5.5.3 共模输入范围后仿真
        5.5.4 压摆率后仿真
        5.5.5 等效输入噪声后仿真
        5.5.6 闭环带宽与增益后仿真
        5.5.7 闭环瞬态后仿真
    5.6 测试结果
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间获得的研究成果



本文编号：3861494