一個對溫度不敏感的高增益運算放大器設計

2.4 直流增益分析

圖4所示的運算放大器存在兩級：折疊式共源共柵級增大直流增益和共源放大器。

第一級增益：

第二級增益：

整個運算放大器的增益：

因此，要提高運算放大器的增益，主要是提高相應的MOS管跨導和輸出阻抗。同時合理地調節電路參數可以使增益、相位裕度等受溫度影響很小。

3 折疊共源共柵全差分運算放大器的版圖設計

應該采用更加合理的版圖布局，更加統一的連線和過孔連接等，使對稱電路的寄生效應一致。在全差分運算放大器版圖設計時，尤其要注意版圖的對稱。

4 仿真結果與分析

基于TSMC0.18μm工藝，版圖設計如圖5所示。對版圖提取寄生電阻、電容，采用HSpice，Cadence軟件進行模擬仿真。

其中圖6為頻率響應隨溫度變化的曲線。從圖6可以看出，最大增益可達115 dBm，相位裕度為70°，在整個溫度范圍內(-40～+125℃)增益變化僅為1 dBm，相位裕度僅變化5°。圖7中電源電壓從2.7 V變化到3.3 V范圍內，該結構的運算放大器受電源電壓影響很小，完全滿足實際應用。

5 結語

本文針對藍牙功率放太器控制電路的要求，設計了一個對溫度不敏感的運算放大器。采用寬擺幅的偏置電路、選取合理的電路參數等，消除了溫度和電壓對運算放大器性能的影響。

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