一种基于共模负反馈的高性能运算放大器的设计*

范凯鑫，徐光辉，徐　勇，张开礼

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007)



一种基于共模负反馈的高性能运算放大器的设计*

范凯鑫，徐光辉，徐勇，张开礼

(解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210007)

摘要：设计了一种基于CSMC 0.25 μm CMOS工艺的高性能全差分输入的折叠式共源共栅运算放大器电路。该电路由折叠式共源共栅运放模块、差分输出模块与共模负反馈模块组成，具有单位增益带宽高、稳定性好、开环增益大等优点。通过Cadance对此电路进行进一步的设计优化与仿真，表明该电路在5 V电源电压下，直流开环增益为115 dB、单位增益带宽为30 MHz、共模抑制比为185 dB、相位裕度为66°，达到了预期的设计目标。

关键词：折叠式共源共栅；共模负反馈；运算放大器；CMOS工艺

0引言

运算放大器是模拟集成电路的常用模块，大量具有不同复杂程度的运放被用来实现各种功能，从直流偏置的产生到高速放大或者滤波，运算放大器都扮演着重要的角色。随着CMOS工艺的不断发展，电源电压和晶体管的沟道长度减小，为运放的设计提出了更高的要求。运放的性能好坏将直接决定着整个电路系统的优劣。因此，高性能运放的设计是当前模拟集成电路与数模混合集成电路研究的热点。

增益与带宽是衡量运放性能的两个重要性能指标。一般来说低偏置电流、长沟道、多级放大运放电路可以实现高增益，然而高单位增益带宽电路又要求电路由高偏置电流、短沟道、单级运放电路来实现。由于共源共栅电路所具有的良好频率特性、高输出阻抗、主极点由负载电容决定等优点，可以在不降低增益带宽积的条件下提高直流增益，是两者的一个良好的折中。……