【摘 要】
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自从20世纪40年代第一款运算放大器出现以来,工业界对放大器的性能要求越来越苛刻,学术界对放大器的广泛研究也一直在进行,特别是在专用放大器中的低噪声、低功耗、高精度放
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自从20世纪40年代第一款运算放大器出现以来,工业界对放大器的性能要求越来越苛刻,学术界对放大器的广泛研究也一直在进行,特别是在专用放大器中的低噪声、低功耗、高精度放大器领域。因此对低噪声、低功耗、高精度放大器的研究变得越来越重要,具有十分重要的研究价值。本文首先介绍了电路中的噪声、失调和功耗,包括噪声的分类和性质以及基本放大电路中的噪声,随后介绍了失调的来源以及差分对中的失调计算,接着介绍了放大器中功耗和噪声、相位欲度、面积等的折衷关系。然后详细的介绍了一款低噪声、低失调、低功耗的运算放大器,它主要应用于仪器仪表领域,特别是一些便携式设备中。放大器的设计采用了两级结构,其中输入级使用电阻作负载的差分对,为了提高增益还用了共射共基结构,同时使用熔丝TRIM技术减小电路的输入失调电压。第二级使用N输入的差分对,折叠的威尔逊电流镜作负载,由于第二级的双端输入,第一级的输出使用了共模反馈电路。另外,为了提高输出带载能力,使用了输出缓冲级。为了保证放大器在不同温度下的性能,电路使用了一个简单的电流基准源,使得放大器的偏置电流具有较高的精度和温度稳定性。放大器采用的是上海先进半导体(ASMC)的4μm Bipolar工艺,使用Cadence IC 610软件进行电路设计,仿真软件使用Spectre和Hspice。最后仿真结果表明,放大器的等效输入噪声电压密度为7.6 nV(?)(1kHz),输入失调电压达到了130μV,单通道功耗为650μA,增益带宽积(GBW)为0.5 MHz,相位裕度为65°,达到了电路设计的预期目标。
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