精密放大器準(zhǔn)確的Spice模型建立

　　所選運(yùn)放的輸入級包含有五只雙極晶體管，用于實(shí)際IC結(jié)構(gòu)的建模。對于采用NMOS或PMOS級的運(yùn)算放大器(見附文1，“典型輸入級”)。輸入級包含一個(gè)模型的電流源IOS，一個(gè)模型的電壓源VOS，以及一個(gè)壓控電壓源。R1和R2 決定了器件的CMRR。

　　第一增益級將輸入級與第一增益級的聯(lián)合增益設(shè)為1，這簡化了對第二增益級中轉(zhuǎn)換速率限制元件的計(jì)算工作。二極管D2至D5以及V1至V4用于輸出電壓擺幅的箝位。增加V1至V4的值將減小最大輸出電壓擺幅。通過調(diào)節(jié)V1和V3可以控制最大輸出電壓擺幅VOH，而最小輸出電壓擺幅VOL受控于V2和V4。限壓必須出現(xiàn)在開環(huán)增益級;否則，后面的結(jié)點(diǎn)就會試圖模擬大信號(數(shù)百千伏)的生成。

　　第二增益級設(shè)定開環(huán)電壓增益、帶寬以及放大器的轉(zhuǎn)換速率，方法是調(diào)節(jié)跨導(dǎo)塊G3和G4，以及元件R7、R8、C2和C3。

　　中位電源參考級包括兩個(gè)等值電阻R9和R10。這些電阻用于生成一個(gè)中位基準(zhǔn)電壓。將這些電阻值設(shè)為1Ω，可以降低模型的Johnson電壓噪聲。流經(jīng)這些電阻的大電流不會出現(xiàn)在仿真結(jié)果中，因?yàn)橛须娫锤綦x級。

　　共模增益級包括兩個(gè)壓控電流源，它驅(qū)動兩只等值電阻，兩只電阻與一個(gè)連接到電源軌的電感串聯(lián)(見附文2，“VCCS級工作原理”)。電感模擬了CMRR在較高輸入頻率時(shí)的滾降。控制電流源的是相對于中位電壓的輸入共模電壓。輸入級的電阻R1和R2產(chǎn)生共模電壓。每個(gè)源的跨導(dǎo)都設(shè)為用相關(guān)電阻值除以DC時(shí)放大器CMRR后的倒數(shù)。電感為共模增益補(bǔ)充了一個(gè)Z平面零點(diǎn)，等效于為CMRR增加了一極。在對共模電壓的調(diào)節(jié)和頻率整形后，再用一個(gè)壓控電壓源EOS將其加回到輸入級。

　　電源隔離級包括兩個(gè)壓控電壓源與一個(gè)電流源。這樣就能用結(jié)點(diǎn)列表中的一項(xiàng)，設(shè)定放大器的總電流。它還能將內(nèi)部電流與仿真器看到的外部電流隔離開來，使模型能夠提供小功率低電壓噪聲放大器的正確靜態(tài)電流。設(shè)計(jì)折中是不能用輸出電流的電路。禁用這個(gè)電路后，模型就不用考慮負(fù)載電流了。

　　輸出級的工作并不明顯。經(jīng)過適當(dāng)?shù)念l率整形后，放大器的輸出信號表現(xiàn)為一個(gè)以G7與G8輸入點(diǎn)處中位電源為基準(zhǔn)的電壓?？鐚?dǎo)塊G7與G8驅(qū)動兩只等值電阻，電阻連接到電 源軌。它們作為有源電流發(fā)生器。G7與G8產(chǎn)生出正好適當(dāng)?shù)碾娏?，為其并?lián)電阻提供所需的壓降(圖2)。