模拟CMOS集成电路设计（拉扎维）第九章运算放大器ppt课件.ppt

《模拟CMOS集成电路设计（拉扎维）第九章运算放大器ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、西电微电子：模拟集成电路设计第九章运算放大器董刚Email:gdongmail.xidian.edu2019年9月opampCh.9#1西电微电子：模拟集成电路设计opampCh.9#2–––––西电微电子：模拟集成电路设计回顾•反馈系统中负载的影响二端口网络模型电压-电压反馈中的负载电流-电压反馈中的负载电压-电流反馈中的负载电流-电流反馈中的负载opampCh.9#3西电微电子：模拟集成电路设计二端口线性时不变系统的四种模型a.b.c.d.Z模型Y模型H模型G模型opampCh.9#4西电微电子：模拟集

2、成电路设计Z模型V1=Z11I1+Z12I2V2=Z21I1+Z22I2返回信号检测信号opampCh.9#5西电微电子：模拟集成电路设计Y模型I1=Y11V1+Y12V2I2=Y21V1+Y22V2返回信号检测信号opampCh.9#6西电微电子：模拟集成电路设计H模型V1=H11I1+H12V2I2=H21I1+H22V2返回信号检测信号opampCh.9#7西电微电子：模拟集成电路设计G模型I1=G11V1+G12I2V2=G21V1+G22I2返回信号检测信号opampCh.9#8西电微电子：模拟集

3、成电路设计选择二端网络模型表述反馈网络反馈网络类型电压-电压反馈V1-V2电流-电压反馈I1-V2电压-电流反馈V1-I2电流-电流反馈描述V2=X21V1+X22I2V2=X21I1+X22I2I2=X21V1+X22V2I2=X21I1+X22V2对应模型G模型Z模型Y模型H模型I1-I2opampCh.9#9−−−−−−1西电微电子：模拟集成电路设计电压-电压反馈中的负载（a）G模型（b）简化的G模型（忽略反馈网络的反向增益）Ve=(Vin−G21Vout)ZinZin+G22Vout=A0VeG11

4、1Zout+G111VoutVin=A01+A0ZinG111Zin+G22Zout+G111ZinG111Zin+G22Zout+G11G21opampCh.9#10−−−−1−−V2I2西电微电子：模拟集成电路设计等效开环增益的计算VoutVin=A01+A0ZinG111Zin+G22Zout+G111ZinG111Zin+G22Zout+G11G21Av,open=A0ZinG111Zin+G22Zout+G111G11=I1V1

5、I2=0G22=

6、V1=0opampCh.9#11==西电微电子：模

7、拟集成电路设计计算开环增益与闭环增益Av,openG21=VY−RD1VinRF

8、

9、RS+1/gm1RSRS+RF{−gm2[RD2

10、

11、(RF+RS)]}Av,closed=Av,open1+G21Av,openopampCh.9#12V2V1西电微电子：模拟集成电路设计小结：电压-电压反馈中的负载I1=G11V1+G12I2V2=G21V1+G22I2G11=G22=I1V1V2I2

12、I2=0β的输出端开路

13、V1=0β的输入端短路β=G21=

14、I2=0β的输出端开路G11:导纳量纲，反馈网络输入端看进去的

15、导纳G22:电阻量纲，反馈网络输出端看进去的电阻G21:无量纲opampCh.9#13西电微电子：模拟集成电路设计运算放大器•定义：高增益的差分放大器•用途：实现一个反馈系统•开环增益：由闭环电路的精度决定运算放大器设计是一个不断tradeoff的过程opampCh.9#14西电微电子：模拟集成电路设计本讲内容•概述–性能参数•单级运算放大器•两级运算放大器•运算放大器设计要点opampCh.9#15西电微电子：模拟集成电路设计运算放大器的性能参数增益小信号带宽大信号带宽输出摆幅线性度噪声与失调电源抑止op

16、ampCh.9#16β111⎜1－⎟≈×⎜⎠西电微电子：模拟集成电路设计增益•高开环增益：–抑止非线性β=R2R2+R1理想运放时系统的闭环增益为实际运放A1，系统的闭环增益为×β1＋1βA11⎛1⎞β⎝βA1⎟若闭环增益为10，要求增益误差小于1％，则A1>1000opampCh.9#17西电微电子：模拟集成电路设计如何实现精确的增益•开环：不能实现–工艺偏差•闭环：–前馈放大器：开环增益A1足够高–反馈放大器：精确匹配β1A1β<ε其中ε为增益误差opampCh.9#18西电微电子：模拟集成电路设计小信

17、号带宽•小信号带宽通常定义为单位增益频率fu•3dB频率f3dB与fu的示意如下（均为对数坐标）opampCh.9#1911t−A0西电微电子：模拟集成电路设计小信号带宽与信号建立时间的关系设前馈放大器为单极点系统A(s)=A01+sω0闭环带宽扩展为(1+βA0)倍时间常数τ=≈(1+βA0)ω0βA0ω0Vin=au(t)Vout=a(1−eτ)u(t)1+βA01%稳定精度：t1%=τln100≈4.6τ0