CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计说明VIP专享

课程设计报告设计课题: CMOS 二级密勒补偿运算放大器的设计 姓 名: XXX 专 业: 集成电路设计与集成系统 学 号: 1115103004 日 期 2024 年 1 月 17 日 指 导 老师: XXX 国立华侨大学信息科学与工程学院一：CMOS 二级密勒补偿运算放大器的设计1:电路结构最基本的 CMOS 二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如下图，主要包括四部分：第一级 PMOS 输入对管差分放大电路，第二级共源放大电路，偏置电路和相位补偿电路。2：电路描述：输入级放大电路由 M1~M5 组成。M1 和 M2 组成 PMOS 差分输入对管，差分输入与单端输入相比可以有效抑制共模信号干扰；M3 和 M4 为电流镜有源负载；M5 为第一级放大电路提供恒定偏置电流。输出级放大电路由 M6 和 M7 组成，M6 为共源放大器，M7 为其提供恒定偏置电流同时作为第二级输出负载。偏置电路由 M8~M13 和 Rb 组成，这是一个共源共栅电流源，M8 和 M9 宽长比一样。M12 和 M13 相比，源级加入了电阻 Rb，组成微电流源，产生电流 Ib。对称的 M11 和 M12 构成共源共栅结构，减少了沟道长度调制效应造成的电流误差。在提供偏置电流的同时，还为 M14 栅极提供偏置电压。相位补偿电路由 M14 和 Cc 组成，M14 工作在线性区，可等效为一个电阻，与电容 Cc 一起跨接在第二级输入输出之间，构成 RC 密勒补偿。3:两级运放主体电路设计由于第一级差分输入对管 M1 与 M2 一样，有R1 表示第一级输出电阻，其值为则第一级的电压增益对第二级，有第二级的电压增益故总的直流开环电压增益为所以4：偏置电路设计偏置电路由 M8~M13 构成，其中包括两个故意失配的晶体管 M12 和 M13，电阻 RB 串联在 M12 的源极，它决定着偏置电流和 gm12，所以一般为片外电阻以保证其精确稳定。为了最大程度的降低 M12 的沟道长度调制效应，采纳了Cascode 连接的 M10 以与用与其匹配的二极管连接的 M11 来提供 M10 的偏置电压。最后，由匹配的 PMOS 器件 M8 和 M9 构成的镜像电流源将电流 IB 复制到M11 和 M13，同时也为 M5 和 M7 提供偏置。下面进行具体计算。镜像电流源 M8 和 M9 使得 M13 的电流与 M12 的电流相等，都为 IB，从而有而由电路可知联立上式可以得到：整理得：可以看到，IB 仅以电阻 RB 和 M12,M13 的尺寸有关，不受电源电压的影响。二：计算参数对于 MOS 管宽长比的设计，可以先选择合适的过驱动电压...