学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CMOS全差分低噪声运算放大器的研究与设计

作　者: 姚建安
导　师: 梁齐
学　校: 合肥工业大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 运放低噪声全差分 CMOS工艺
分类号: TN722.77
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 987次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

运算放大器在现代科技的各个领域得到了广泛的应用,如A/D与D/A转换器、有源滤波器、自动增益控制器等,针对不同的应用领域出现了不同类型的运放。本文详细介绍了一种可以用在微弱信号测量系统和高保真要求的音频系统中的全差分结构低噪声运放,使用0. 18微米的CMOS工艺实现,供电电压是1. 8V,根据低噪声的要求选择了合适的结构,在第一级采用PMOS作为输入端的套筒式共源共栅放大电路,第二级使用共源电路,在减少运放内部器件产生的噪声同时,考虑了减少外界的电源串扰噪声影响,完成了主电路的设计,另外为了使差分电路的输出直流电压偏置在理想位置,分析并设计了基于负反馈原理的共模反馈电路。文章的最后对电路的重要参数如直流增益、相位裕度及输入参考噪声做了比较详细的分析与推导,并在SUN工作站上使用Cadence的模拟设计工具IC5033对电路进行了全面的仿真,仿真的结果显示在1KHz处的输入参考噪声可以达到6nV（Hz）^1/2 左右,这是一个相当好的结果。

全文目录

前言  11-13
第一章运算放大器的原理与应用  13-21
  1．1 运算放大器的原理  13-15
    1．1．1 理想运放  13-14
    1．1．2 实际运放  14-15
  1．2 全差分运放  15-17
  1．3 运放的基本应用  17-19
  1．4 低噪声运放的应用  19-21
第二章 MOS器件工作原理  21-32
  2．1 MOS器件基础  21-22
  2．2 MOSFET的闭值电压  22-23
  2．3 MOSFET的工作区域  23-27
    2．3．1 线性区  23-24
    2．3．2 饱和区  24-27
  2．4 二级效应  27-30
    2．4．1 体效应  27-28
    2．4．2 沟道长度调制效应  28-29
    2．4．3 亚阈值效应  29-30
  2．5 MOS管的小信号模型  30-32
第三章 CMOS单级放大器  32-38
  3．1 反相器  32-34
    3．1．1 有源负载反相器  32-33
    3．1．2 电流源负载反相器  33-34
  3．2 差分放大器  34-36
    3．2．1 共模输入范围  34-35
    3．2．2 差分放大器的增益  35-36
  3．3 共源共栅放大器  36-38
第四章电路噪声  38-41
  4．1 噪声幅值分布  38
  4．2 系统对噪声的影响  38-39
  4．3 器件噪声  39-41
    4．3．1 电阻的热噪声  39
    4．3．2 MOS管的沟道热噪声  39-40
    4．3．3 MOS管闪烁噪声  40-41
第五章全差分低噪声运算放大器的设计  41-55
  5．1 低噪声运算放大器的结构设计  41-45
    5．1．1 低噪声运算放大器的整体结构  41-42
    5．1．2 主电路的设计  42-43
    5．1．3 共模反馈电路的设计  43-45
  5．2 运放主要参数的仿真分析  45-55
    5．2．1 运放的开环增益的仿真与分析  45-46
    5．2．2 运放频率补偿的仿真与分析  46-49
    5．2．3 运放电源纹波抑制比的仿真与分析  49
    5．2．4 运放噪声的仿真与分析  49-51
    5．2．5 运放线性度的仿真与分析  51-52
    5．2．6 运放速度的仿真与分析  52-53
    5．2．7 运放的温度特性  53-55
结束语  55-56
参考文献  56-61

CMOS全差分低噪声运算放大器的研究与设计

内容摘要

全文目录

相似论文