采樣保持電路中全差分運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)與仿真

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種全差分運(yùn)算放大器，對(duì)運(yùn)算放大器的AC 特性和瞬態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析和驗(yàn)證。該運(yùn)放采用折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)、開(kāi)關(guān)電容共模反饋（SC-CMFB）電路以及低壓寬擺幅偏置電路，以實(shí)現(xiàn)在高穩(wěn)定下的高增益和大輸出擺幅。在Cadence 環(huán)境下，基于CSMC 0.6um 工藝模型，進(jìn)行了仿真分析和驗(yàn)證。結(jié)果表明，運(yùn)算放大器滿足設(shè)計(jì)要求。

　　1 引 言

　　運(yùn)算放大器是許多模擬系統(tǒng)和混合信號(hào)系統(tǒng)的一個(gè)完整部分，伴隨著每一代CMOS 工藝，由于電源電壓和晶體管溝道長(zhǎng)度的減小，為運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)不斷提出新的挑戰(zhàn)。在采樣保持電路的設(shè)計(jì)中，運(yùn)算放大器是最關(guān)鍵的模塊之一，其帶寬，擺率，增益，噪聲，失調(diào)等性能直接決定了采樣保持電路模塊的速度，精度等性能。

　　2 折疊共源共柵結(jié)構(gòu)

　　電路結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 折疊共源共柵運(yùn)算放大器

　　運(yùn)算放大器采用折疊共源共柵結(jié)構(gòu)，采用NMOS 輸入差分對(duì)MN1 和MN2。MN0 為輸入差分對(duì)的尾電流源，向MN1 和MN2 提供直流偏置。MP1 和MP2 為電流源，向輸入管和共源共柵管提供直流偏置。MP3 和MP4 為共源共柵管，用來(lái)提高運(yùn)算放大器的增益。MN3，MN4，MN5 和MN6 是共源共柵電流鏡負(fù)載，采用共源共柵結(jié)構(gòu)可以提高輸出阻抗。