最完整的全差分运算放大器设计(9)

最完整的全差分运算放大器的设计

6. 偏置电路的管子尺寸

根据所有MOS的有效电压，我们可以计算出偏置电压Vb1-Vb4的值。

Vb1=Vdd (VTH,P+VDS,13)=5 (1.0V+0.3V)=3.7V

Vb2=VIN,COM+VSG,1 VSD,1 VSG,3=VIN,COM+(VTH,P+Veff,1) VSD,1 (VTH,P+Veff,3)

=2.5V+(1.0V+0.318V) 0.3V (1.0V+0.3V)=2.218V，由于衬偏效应，取Vb2=2.1V

Vb3=VTH,N+VDS,7+VDS,5=0.73V+2×0.3V=1.33V

Vb4=VTH,N+VDS,7=0.73V+0.3V=1.03V

偏置电流Ibias=25uA，计算可以得到MB1-MB12管的尺寸为，

10µm10µm2.5µm W 5µm W W W W W ， ， =， == = = =1µm L B1 L B2 L B32µm L B5 B91µm L B4 L B10 121µm

7. 共模负反馈的管子尺寸

共模负反馈放大器输入级与差模放大器输入级相匹配，直流工作电流相同。为了提高增益也采用Cascode结构，因此管子尺寸为，

160µm1 W 40µm W W W W W W 100µm， = == =， == = = =1µm2 L 12µm2µm L 14 L 13 L 15 L 16 L 17 L 1

2 W 80µm W 2 W 40µm W W ， = = =。 == =3131LLµmLLLµm 18 3 19 20 5

8. 开环增益的确定

假设NMOS管与PMOS管的λ相等，λn=λp=λ

Ao=gm1gm3gm5gm11 gm5go1go3+gm3go5go7go9+go11

gm1gm3gm5

=4gm5(λIDS13)+4gm3(λIDS13)gm9ggg 2 1 3=m1m3m11IDS≥104 13IDS11λλIDS11+λIDS1116

得到λ≤0.088。

假设CSMC 0.6µm 工艺中的λn=0.1V 1,λp=0.2V 1，则L取1µm基本能够满足直流增益指标。

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