基于最小電流選擇的運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2012-06-07 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

當(dāng)Iin1Iin2時(shí)，依據(jù)所構(gòu)成電流鏡的比例關(guān)系，IDM1=IDM2=IDM3=Iin1，迫使M6漏源電壓減小工作于線性區(qū)，因此M4，M5截止，可得：

若輸入級(jí)差分對(duì)管選取合適的尺寸，使其在飽和狀態(tài)時(shí)有：gmN=gmP=gmT。假設(shè)VIN+>VIN-，結(jié)合圖5輸出級(jí)的共源共柵電路，可得：

由公式(3)可以看出最小電流選擇技術(shù)穩(wěn)定了運(yùn)放輸入級(jí)的跨導(dǎo)。

2 浮動(dòng)電流源控制的前饋AB類輸出級(jí)
運(yùn)放輸出級(jí)的作用是在可接受的信號(hào)失真限度內(nèi)將輸入級(jí)的信號(hào)有效地傳遞給負(fù)載，同時(shí)為保證運(yùn)放有較好的頻率特性，進(jìn)行必要的頻率補(bǔ)償。最小電流選擇電路通常與折疊式共源共柵放大器結(jié)合使用，在獲得較大增益的同時(shí)也可滿足低電壓的要求。依據(jù)上述要求，將折疊共源共柵作為有源負(fù)載與AB類前饋式輸出級(jí)相結(jié)合，組成浮動(dòng)電流源控制的無(wú)截止前饋AB類輸出。在保證較小動(dòng)態(tài)失真的前提下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的滿幅輸出。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/177021.htm

輸出級(jí)的電路原理圖如圖5所示。M43，M44為2個(gè)共源級(jí)放大輸出管，M33，M43，M39，M40和M41，M42，M34，M44形成2個(gè)跨導(dǎo)線性回路，Ibias1=Ibias2=Io。依據(jù)基爾霍夫電壓定律有：

設(shè)置(W／L)43／(W／L)39=(W／L)44／(W／L)42，這樣輸出級(jí)靜態(tài)電流保持不變，靜態(tài)工作點(diǎn)不受輸入共模電壓變化的影響。此外M33、M34還保證了M43、M44的柵極之間有一個(gè)穩(wěn)定的電壓，使它們均偏置在飽和區(qū)，當(dāng)輸入電流流入AB類輸出級(jí)時(shí)，M33電流增加量等于M34的電流減小量，輸出管M43、M44的柵級(jí)電壓升高，輸出級(jí)電路從電路輸出點(diǎn)抽取電流，直到流過(guò)M33的電流為IM30。浮動(dòng)電流源和AB類控制浮動(dòng)電流源電路具有相同的結(jié)構(gòu)和尺寸，浮動(dòng)電流源補(bǔ)償了AB類控制電路對(duì)電源電壓的依賴性，減小了電源電壓變化對(duì)輸出級(jí)靜態(tài)電流的影響。C1、C2為密勒補(bǔ)償電容，對(duì)電路進(jìn)行頻率補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

3 整體電路與仿真結(jié)果分析
運(yùn)算放大器的整體電路如圖6所示。在0．6μmBiC-MOS工藝下，用HSpice軟件對(duì)該運(yùn)算放大器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真時(shí)在3 V單電源供電的全典型狀態(tài)下進(jìn)行。