运算放大器。ic设计

IC课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目： 运算放大器电路的设计 2012/1/5      摘要 本次课程设计主要内容为：利用MOS管设计一个运算放大器。放大器具有放大小信号并抑制共模信号的功能。首先从放大器理论参数及结构下手，然后经过Hspice网 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 的生成及仿真调整最后得到满足参数要求的MOS管设定。 关键词：  运算放大器 ， 共模电压 ，电压摆幅 ， 功耗电流 Hspice仿真  ，增益带宽 ABSTRACT The main content of course design for: use the design a MOS operational amplifier. Amplifier has put size and control signal common mode signal function. Starting from the first amplifier parameters and structure theory laid a hand on him, and then after the formation of the Hspice nets table and adjust the final simulation parameters of the requirements to meet the MOS set. Keywords: operational amplifier ，common-mode voltage ， voltage swing current consumption ，    Hspice simulation  ，Gain bandwidth 摘要    1 ABSTRACT    2 1.题目理解及要求    4 1.1运算放大器介绍    4 1.2 实验要求及设计指标    5 2设计及计算过程    6 2.1电路设计    6 2.2理论计算    7 3网表文件    14 3.1输入共模电压摆幅    14 3.2输出电压摆幅    15 3.3增益带宽    16 4仿真结果与 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析     18 4.1输入共模电压摆幅：    18 4.2输出电压摆幅：    19 4.3增益带宽：    19 5实验结论    20 6致谢    21 7参考文献    22 8心得体会    23 1.题目理解及要求 1.1运算放大器介绍 运算放大器（operational amplifier ）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。 1.2 实验要求及设计指标 利用MOS管设计一个运算放大器。放大器具有放大小信号并抑制共模信号的功能。运算放大器工艺要求如下： 1 基于0.35um 3.3V工艺进行设计。 2 功耗电流小于10uA。 3 输入共模电压范围为1V—3.1V。 4 输出电压摆幅0.3—3V。 5 电压增益大于35dB。 6 带宽大于15M。 2设计及计算过程 2.1电路设计 2.2理论计算 过程： 第一步：有输入共模范围确定MP2，MP3，MN3，MN4的宽长比（W/L)分流 2uA，3uA，3uA (1) 共模范围min部分; Vth可以有元件库读取 共模范围max部分： 综上： =1V                    =3.2V 可求MN3，MN4的W/L          可求MP2，MP3的W/L 第二步：确定MP1的W/L 工程取  则      MP1 宽长比： 第三步：镜像电流源的宽长比 工程上取    则  MN1管：   MN2管： 综上：已经确定6个管的W/L了 电压增益的推导过程： 小信号等效图： 对节点A使用KCL知， ｛        则 ： 又 则： 对节点B使用KCL知： 有管的对称性知：   所以： 则： 其中： 关于MP1的W/L： 取为0.0114，令 L=44um  W=0.5um 关于MN1，MN2： MN1：w=1.5um l=0.5um MN2：w=3um l=1um Vth0=0.588v 取 Vds2=0.2v，则 则： W/L=0.03511675 取W/L=0.03512 则MN3 MN4的宽长为W=5.5um  L=1.5um 则： 则：（W/L)=0.0354 故宽长比可以为0.0354 MP2 MP3的长宽为 W=1.25um，L=0.45um 3网表文件 3.1输入共模电压摆幅 gong .lib "D:\CMOS_035_Spice_Model.lib" tt MP1 4 Vb Vcc Vcc P_33 w=5u l=5u MP2 1 1  Vcc Vcc P_33 w=1.25u l=0.45u MP3 2 1  Vcc Vcc P_33 w=1.25u l=0.45u MN1 4 4  0  0  N_33 w=1.5u l=0.5u MN2 3 4  0  0  N_33 w=3u l=0.5u MN3 1 Vin 3  0  N_33 w=5.5u l=1.5u MN4 2 Ving  3  0  N_33 w=5.5u l=1.5u Vcc Vcc 0 3.3V Vb  Vb 0 2.1V Vin Vin 0 1V .DC Vin 0 3.3 0.01                              .op .probe dc v(2) .probe dc i(MN2) .options ingold =2 csdf =2 .end 3.2输出电压摆幅 baifu .lib "D:\CMOS_035_Spice_Model.lib" tt MP1 4 Vb Vcc Vcc P_33 w=5u l=5u MP2 1 1  Vcc Vcc P_33 w=1.25u l=0.45u MP3 2 1  Vcc Vcc P_33 w=1.25u l=0.45u MN1 4 4  0  0  N_33 w=1.5u l=0.5u MN2 3 4  0  0  N_33 w=3u l=0.5u MN3 1 Vin 3  0  N_33 w=5.5u l=1.5u MN4 2 Ving  3  0  N_33 w=5.5u l=1.5u Vcc Vcc 0 3.3V Vb  Vb 0 2.1V Vin Vin 0 1V Ving Ving 0 1V .DC Vin 0 3.3 0.01                              .op .probe dc v(2) .options ingold =2 csdf =2 .end 3.3增益带宽 zeng .lib "D:\CMOS_035_Spice_Model.lib" tt Vcc Vcc 0 3.3 Vb  Vb 0 2.1 vin vin 0 1 ac 1 ving ving 0 1 MP1 4 Vb Vcc Vcc P_33 w=4u l=4u MP2 1 1  Vcc Vcc P_33 w=1.25u l=0.45u MP3 2 1  Vcc Vcc P_33 w=1.25u l=0.45u MN1 4 4  0  0  N_33 w=1.5u l=0.5u MN2 3 4  0  0  N_33 w=3u l=0.5u MN3 1 Vin 3  0  N_33 w=5.5u l=1.5u MN4 2 Ving  3  0  N_33 w=5.5u l=1.5u .OP .ac dec 20 1 20meg .probe ac vdb(2)vp(2) .options ingold =2 csdf =2 .end 4仿真结果与分析 4.1输入共模电压摆幅： 结果显示： 共模电压摆幅在1~3.1V,满足要求。 4.2输出电压摆幅： 结果显示： 输出电压摆幅在0.3~3V,满足要求。 4.3增益带宽： 显示： 增益>35.5dB, 带宽>15M,满足要求。 5实验结论 根据上述仿真波形的显示，我们设计出的运算放大器各方面性能指标均满足实验要求。 6致谢 这次课程设计的顺利进行离不开老师在课程设计开始前对实验要求及注意事项的细心讲解，他们的教导使我们对IC课程设计有了大致的了解，确定了我们在课程设计过程中的大方向。离不开助教老师在课程设计中期对实验课题的解析与分析，他们与我分享了很多知识技巧以及以往的经验，让我少走很多弯路，是他们的悉心教导使我有了一定的专业知识，这是课设能够得以完成的重要助力。离不开同组同学的协调分工、相互帮助，是他们耐心的帮我安装应用软件，讲解演算过程、也离不开其他同学对我们实验提出的各种建设性意见，是他们的灵光一现使我醍醐灌顶，从死胡同里走出来，更加顺利地完成课程设计任务。 继续阅读