《电子电路大全(PDF格式)》第130章

200　×10…6　
= =91。6　
2　
…6 100 1/　2
110×10 …1。5　＋2。5 …0。75
110×35。9
我们必须检查S4　和S5　是否足够大以满足最大输入共模电压。2。5　的最大输入共模电压　
要求：
2I　
S S 4　
= ≥　
4 5 2　
K ＇V Vin V ＇　
"× （最大）　＋　
P DD T　1　
2　×125uA　
= =10。2　
50　×10…6　uA　/　V　2　（0。7V）2　
此值远小于　80。实际上，当S4=S5=80　时，最大输入共模电压是　3V。最后，得出S12　
为：
125　
S = S =114。53　
12 3　
100　
功耗是：
（ ）　
P =5V　125uA　＋125uA　＋125uA =1。875mW　
diss　
小信号电压增益需要用以下的值来估算：
S4，S5，S13，S14：g　m =　2　×125×50　×80　=1000uS　和
g　ds　=125×10…6 ×0。05　=6。25uS　
S6，S7：g　m =　2　×75　×50　×80　=774。6uS　和g　ds =75　×10…6 ×0。05　=3。75uS
g　m　=　2　×75　×110×36。36　=774。6uS　
S8，S9，S10，S11：
g　ds　=75　×10…6 ×0。04　=3uS　
和
S1，S2：g　mI =　2　×50　×110×35。9　=628uS 和 g　ds =50　×10…6 ×0。04　=2uS
于是得出：
1 1　
R9 ≈g　m9　Rds　9　Rds　11　=（774。6uS　） =86。07MΩ　
3uS 3uS
134
…………………………………………………………Page　583……………………………………………………………
1 1 1
R　≈（86。07MΩ）　（774。6uS　） =19。04MΩ　
3。75uS　2uS 6。25uS
R9　（g　ds　2　＋g　ds　4　）　86。07MΩ（2uS　＋6。25uS　）（3。75uS　）　
k　= = =3。4375　
g　m　7　rds　7 774。6uS　
小信号、差模输入电压增益是：
2　＋k 2　＋3。4375 …3 …6　
Avd =（ ）g　mI　R　=（ ）0。628　×10 ×19。40　×10 =7464V　/　V　
2　＋2k 2　×4。4375　
该增益大于指标的要求，但这应该是允许的。
用共源共栅结构的运算放大器可以使设计者优化二阶性能指标，这一点在传统的两级　
运算放大器中是不可能的。特别是共源共栅技术对提高增益、增加PSRR值和在输出端允许　
自补偿是有用的。这种灵活性允许在CMOS工艺中发展高性能无缓冲运算放大器。目前，这　
样的放大器已被广泛用于无线电通信的集成电路中。
13。4　折叠共源共栅运算放大器的仿真
在现代IC的设计过程中，电路的计算机仿真起着重要的作用。通过我们对上面电路的　
分析及介绍，随着人们对半导体器件工作过程的本质认识，己经建立起了对电路工作过程　
模拟的越来越精确的模型。与特定工艺提供的仿真模型参数相结合，使得电路仿真结果愈　
来愈与实际芯片的最后测量参数值相符合，这就大大节约了芯片的设计、制造成本，为现　
代IC　设计的快速、方便、精确提供了一条捷径。
EX　11。1　CASCODE　OP　AMPS
。option　post=2　numdgt=7　tnom=27
*VIN＋ 1 0 DC 0 pwl（0　…1　10n　…1　20n　1　1u　1　1。01u　…1　2u　…1　2。01u　…。1　3u　…。1
3。01u　。1
*＋4u　。1　4。01u　…。1　5u　…。1）
VIN＋ 1 0 DC 0　ac　1
VNI 2 0 dc　0 ac　0
VDD 3 0 DC 2。5
VSS 0 4 DC 2。5
CL 5 0 10PF
X1　1　2　3　4　5　OPAMP
。SUBCKT　OPAMP　1　2　3　4　5
m1 8 1 6 4 NMOSl　l=1u w=35。9u
m2 9 2 6 4 NMOSl　l=1u w=35。9u
m3 6 7 4 4 NMOSl　l=1u w=91。6u
m4 8 11　3 3 PMOSl　l=1u w=80u
m5 9 11　3 3 PMOSl　l=1u w=80u
135
…………………………………………………………Page　584……………………………………………………………
m6 13　12　8 8 PMOSl　l=1u w=80u
m7 5 12　9 9 PMOSl　l=1u w=80u
m8 14　13　15　4 NMOSl　l=1u w=36。36u
m9 5 13　16　4 NMOSl　l=1u w=36。36u
m10　15　14　4 4 NMOSl　l=1u w=36。36u
m11　16　14　4 4 NMOSl　l=1u w=36。36u
m12　12　7 4 4 NMOSl　l=1u w=114。53u
m13　11　12　10　10 PMOSl　l=1u w=80u
m14　10　11　3 3 PMOSl　l=1u w=80u
R1 11　12 2K
R2 13　14 2K
VBIAS　7 0 …1。6
。MODEL　NMOSl　NMOS　VTO=0。70　KP=110U　GAMMA=0。4　LAMBDA=0。04　PHI=0。7
＋MJ=0。5　MJSW=0。38　CGBO=700P　CGSO=220P　CGDO=220P　CJ=770U　CJSW=380P
＋LD=0。016U　TOX=14N
。MODEL　PMOSl　PMOS　VTO=…0。7　KP=50U　GAMMA=0。57　LAMB