CMOS运放的优化设计 差分级的差模增益 4a=8m1 82+804 共模增益4.=1+2gn10s8 1 ml≈8o5 2gm3 所以，CMRR= 2gm18m3一= WW (g2+84)gos(2n+,)2nV u,Mp LLIs 8.负电源抑制比[2：NPSRR=,28m8a6= ACo WW。 (8m+84)86(n+元n)2nY H,Hp LLol。 9.转换速率： SR=minh,。。} C。'C.+C §2.3手工计算几何参数 1.确定补偿电容值 为保证运放有60度的相位裕量，要求系统的零点⊙.和第二极点满足以下条件： 0.≥100，→8m2≥108l Ce 0p2≥20，→8m2≥28m C C C.20.2C=0.6p,取C.=1.5p 2.确定直流电流 根据静态功耗不超过2uW的要求，总电流不超过400uA。根据slew rate 的决定条件， L3≥SR×C.=30×106×1.5×10-12=454 16=I2≥SR×(C.+C)=30×10×4.5×10-12=1354 于是，大致按照以上比例分配运放两级的电流：偏置电路10uA;差分级 80uA;第二级280uA 3.等效输入噪声： 粗略计算后发现热噪声的数量级远小于1/f噪声，所以后者可忽略不计。 取L=1u,L=4u。CMOS 运放的优化设计 7 差分级的差模增益 1 02 04 m Vd g A g g = + 共模增益 3 05 3 1 1 05 1 2 2 1 m m m m Vc g g g g g r A ≈ + = 所以， 1 3 13 2 02 04 05 1 3 5 2 4 ( )( ) m m ox n p n pp g g C WW CMRR g g g LLI µ µ λ λλ = = + + 8．负电源抑制比[2]： 1 6 16 02 04 06 1 6 1 6 2 4 ( )( ) m m ox n p n pn g g C WW NPSRR g g g LL I I µ µ λ λλ = = + + 9．转换速率： min{ , } 5 7 c Cc CL I C I SR + = §2.3 手工计算几何参数 1. 确定补偿电容值. 为保证运放有60度的相位裕量,要求系统的零点ωz 和第二极点满足以下条件: 12 1 12 1 2 10 10 2 2 m m z u c c m m p u L c g g C C g g C C ω ω ω ω ⎧ ≥⇒≥ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ≥⇒ ≥ ⎪⎩ 0.2 C C c L ≥ ＝0.6p ,取Cc =1.5p 2．确定直流电流 根据静态功耗不超过 2uW 的要求，总电流不超过 400uA 。根据 slew rate 的决定条件， 6 12 5 30 10 1.5 10 45 c I SR C uA − ≥ ×=× ×× = 6 12 6 7 ( ) 30 10 4.5 10 135 c L I I SR C C uA − =≥ × + =× × × = 于是，大致按照以上比例分配运放两级的电流：偏置电路 10uA ；差分级 80uA ；第二级 280uA 3． 等效输入噪声： 粗略计算后发现热噪声的数量级远小于 1/f 噪声，所以后者可忽略不计。 取 L1 =1u ， L3 =4u