【摘 要】
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CMOS运算放大器是模拟集成电路中最重要的模块之一。然而MOS晶体管会给电路带来噪声,特别是随着MOS晶体管尺寸的减小和信号幅度的降低,电路的低频噪声特性变得越来越重要。本
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CMOS运算放大器是模拟集成电路中最重要的模块之一。然而MOS晶体管会给电路带来噪声,特别是随着MOS晶体管尺寸的减小和信号幅度的降低,电路的低频噪声特性变得越来越重要。本论文主要研究了各种经典结构运算放大器电路的噪声特性,以及降低噪声的方法。并且研究了如何在运算放大器的噪声、功耗、电压余度和速度等性能参数之间进行折衷。本文的研究角度是:首先从分析运算放大器电路中主要的噪声来源入手,然后结合基本的噪声理论对电路中相应的元件参数进行设计,并且在运算放大器的各项指标要求下再对某些元件的参数进行调整。最后,本文以设计一个应用于Sigma-Delta ADC的调制器中的全差分运算放大器为例子,先通过Simulink建模提取运放的参数,然后通过细致的手工计算得到选定结构的运放的各个元件参数,接下来在参数验证的过程中对运算放大器的噪声特性进行优化。其中,对闪烁噪声的降低是设计的重点。根据对所选用的运算放大器的闪烁噪声谱密度表达式的分析,提出了通过建立多元函数求极值的方案,使得在尽可能小的版图面积内使运算放大器的性能符合设计指标。本文的研究基于“和舰0.18μm”的工艺,使用HSpice工具进行仿真,仿真结果显示,研究设计基本获得成功。
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