全差分运算放大器的主运放

1、全差分运算放大器的主运放一、 设计规范电源3.3 V增益>40dB压摆率>500v/us工艺.35输入共模范围1.65V左右输出范围2V负载电容2.4pF带宽>270MHZ二、 主运放电路结构图图一、主运放的电路结构三、 参数计算。因为压摆率为SR=2.4pF，所以运放的尾电流为ISS=SR*Cleff=1.2mAVINcm_max=VDDVdsat3Vdsat4Vdsat1Vth1>1.65V所以取Vdsat3=Vdsat4=Vdsat1=0.2V。1/2UpCox(W3/L3)(Vdsat3)2=1.2m解得W3/L3=1305=58*（8/0.35）同理得W4/L

2、4=1305=58*（8/0.35）Gm1=2*Cleff*fu=4.1m取fu=270MHZW1/L1=（Gm1）2/UnCoxISS=290=14*（8/0.35）Vomax=VddVdsat11Vdsat9V0min=VddVdsat5Vdsat7Vomin<1.15V,Vomax>2.15V取Vdsat11=Vdsat9=Vdsat5=Vdsat7=0.2V根据1/2UnCox（W/L）Vdsat2=I其中I=Iss/2解得W11/L11 =W9/L9 =652=30*（8/0.35）W7/L7=127=6*（8/0.35）1/2UnCox（W5/L5）Vdsat2=ISS

3、解得W5/L5=12*（8/0.35）四、 仿真结果图一、相位与增益（46dB、368MHZ、80°）图二、压摆率（251V/us）五、 P型辅助运放。电源3.3 V增益>40dB压摆率无工艺.35输入共模范围必须能输入小于0.2V的共模电压输出范围2V负载电容0.25pF带宽>370MHZ六、 原理图七、 参数计算（1） 根据主运放中的M7、M8可以得到P型辅助运放的负载电容为0.25Pf。在此我们以单位增益带宽为400MHZ进行计算。Gm1=2*Cleff*fu=0.628mGm=2ID/(VGSVth)ISS=gm*(VGSVth) =gm*Vdsat1在此我们取V

4、dsat1=0.2V解得ISS=0.1256mA取为Iss=0.13mA1/2UpCox(W3/L3)(Vdsat3)2=0.13mA取Vdsat3=0.2V解得W3/L3=142=6*（8.3/0.35）1/2UpCox(W1/L1)(Vdsat1)2=（0.13/2）mA解：得W1/L1= W2/L2=71=4*（6.3/0.35）1/2UpCox(W11/L11)(Vdsat11)2=（0.13/2）mA解得W11/L11= W9/L9=4*（6.3/0.35）1/2UnCox(W7/L7)(Vdsat5)2=（0.13/2）mA解得W7/L7=13.6=13.6=4.8/0.351/2

5、UnCox(W5/L5)(Vdsat5)2=（0.13）mA解得W5/L5=27.4=2*（4.8/0.35）八、 仿真结构如下图所示： 图三、相位增益（47dB、418MHZ、70°）九、 N型辅助运放电源3.3 V增益>40dB压摆率无工艺.35输入共模范围必须能输入小于0.2V的共模电压输出范围2V负载电容0.35pF带宽>370MHZ十、 原理图十一、 参数计算（1）根据主运放中的M9、M10可以得到P型辅助运放的负载电容为0.35Pf。在此我们以单位增益带宽为400MHZ进行计算。 Gm1=2*Cleff*fu=0.88mGm=2ID/(VGSVth)ISS=g

6、m*(VGSVth) =gm*Vdsat1在此我们取Vdsat1=0.2V解得ISS=0.1256mA取为Iss=0.176mA=0.18mA1/2UnCox(W3/L3)(Vdsat3)2=0.18mA取Vdsat3=0.2V解得W3/L3=38=2*（6.7/0.35）1/2UnCox(W1/L1)(Vdsat1)2=（0.18/2）mA解：得W1/L1= W2/L2=19=（6.7/0.35）1/2UpCox(W11/L11)(Vdsat11)2=0.18mA解得W11/L11=196=8*（8.6/0.35）1/2UpCox(W9/L9)(Vdsat5)2=（0.18/2）mA解得W9/L9=98=4（8.6/0.35）1/2UnCox(W7/L7)(Vdsat5)2=（0.18/2）mA解得W5/L5=19=6.7/0.35同理得：W7/L7=6.7/0.35十二、仿真结果图五、相位频率（399MHZ、47dB、60°