文档介绍：低功耗运算放大器的研究与设计湖南大学硕士学位论文堂焦虫遗厶姓名;至枣建熬援应厦物理歪童些名整;微电王堂皇固佳电王堂迨窒簦整尽期鳘鲣蚕虽会圭盎萱垂煎援迸强昱笸苊迩塘羞望焦;迨塞握窑旦塑;熘痢斓炷焐且旦学校代号:学号:密级:
摘要近年来,以电池作为电源的微电子产品得到广泛使用,迫切要求采用低电压的模拟电路来降低功耗,低电压、低功耗的模拟电路设计技术正成为研究的热点。从能源角度考虑,低的功率消耗不仅是电池驱动的便携设备的需求,更是大型系统的迫切需要。运算放大器作为集成电路中最基本的单元,其重要性是众所周知的。在低压运算放大器中,由于电源电压的降低,信号的动态范围减小,同时,噪声信号幅度相对增大,放大器的信噪比降低。为了扩大信号的动态范围,低电压运放通常需要输入输出的信号范围能达到全摆幅。针对这个问题,本文做了如下工作:设计了一个是包含类轨对轨输出级的低功耗运算放大器。通常设计的低功耗轨对轨输出运算放大器中,由于信号的动态范围比较小,它的输出驱动能力不强,这里设计的是采用电平位移电路同时实现了电路的强驱动能力与低功耗,它具有在单电源电压的条件下,静态工作电流只有几微安,单位增益带宽达,开环增益能达以上,相位裕度也能达度,输出源沉电流达惨陨系优点。设计了一个恒跨导轨对轨输入级。当输入共模电压变化时,不管它的输入罘侄怨艽τ谇糠葱颓故侨醴葱颓淙爰兜目缍缺3植槐洌输入级后面的电流加法电路和输出级的静态工作点也不会随之改变。这些运算放大电路可望用于移动通讯,个人数字助理,便携式音响系统,电池监测系统等产品中。第一章介绍了运算放大器的发展概况、特点以及基本应用。第二章对管的电学特性做了详细的分析。第三章根据所要求的性能参数确定出运算放大器的结构以及手工算出电路结构参数的大概值。第四章用电路模拟软件对第三章设计的运算放大器进行模拟分析,细调设计使之优化。第五章针对低压下运算放大器的共模输入范围很小的问题,设计了一种恒跨导轨对轨输入级。关键词:低电压;低功耗;模拟电路;轨对轨;;运算放大器;硕士学位论文Ⅱ
,琺,琹.,甀痓,瑃簅—甎瑆琲,琣畉猤琣。.琲琾琾,甌甀瑃.
籖猅;;琣甀琣·:籐籄
导师签名:妻盔吏作者签名:黼磁作者签名:逶日期:年,月《日湖南大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:乃吐年隆谌日期:知年隆度本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特另以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茉弧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”
⋯:输入失调电压和失调电流亦越来集成运算放大器虺圃朔牛窍咝缘缏中一种最通用和最重要的单元电路。它在模拟运算、信号处理、疉和疍转换器以及有源滤波等很多方面得到了广泛应用,所以人们称为万能的集成电路‘“。从年起。单片电路技术的发展,将运算放大器的成本降低了大约两个数量级,最初于年出现的缏罚谋淞诵矶嘞咝缘缏飞杓普叨杂诩傻缏返使用,因此,可以说是集成运算放大器发展史上重大的转折点,从那以后,美国几乎所有的集成电路制造厂家都生产这种电路【。初期生产的集成运放它的交流特性很差,仅限于直流放大用,而今它已发展为第四代产品。第一代集成运放,线路特点是大部分为埽挥猩倭縋管,只能满足较低要求,如年问世的¨,集成运放的电压放大器倍数只有~。第二代集成运放以采用有源负载为标志,如年问世的】。第三代集成运放以超骞茏魑2罘质淙爰段L氐悖珺管的悼筛叽虼在相同的情况下,输入偏置电流比普通艿鸵桓鍪考兑陨希淙氲缱韪撸电压放大倍数可达到】,如年问世的5谒拇稍朔挪捎昧酥小大规模集成技术,其质量性能指标已接近理想集成运放。每年都有很多新型的、功能越来越高的运放进入屯子应用领域。最新一代运放其带宽可从到几越小。由于性能上的提高,使用起来也越来越简单方便,运放已经成为任何工程师可随手应用的电予单元电路。ピ怂惴糯笃鞯纳杓仆且恍┟懿谓痰恼壑浴@纾碛牍β省⑹入阻抗与噪声等。但是,现在的发展和新的产品性能表明,为改进一种参数而牺牲其它参数的代价已变得越来越小。因此,运放的性能越已趋向理想化。矶嘀衷怂惴糯笃鞫加械ピ朔拧⑺朔拧⑺脑朔诺男问剑纬梢恢窒盗小怂惴