thiết kế op amp unbuffer
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (594.15 KB, 4 trang )
Lương Ngọc Linh
MSSV: 1020102
BÀI TẬP TK VI MẠCH TƯƠNG TỰ
Thiết kế một mạch opamp unbuffered:
Sử dụng công nghệ 180nm với:
a) Av > 1000
b) GB = 5 MHz
c) SR = 10 V/us
d) ICMR: -0.5 tới 1 V
e) CL = 2 pF
f) Phase margin: 60°
g) Pdis ≤ 2 mW
h) Lmin = 1 um
i) VDD = - VSS = 1.8 V
(Lấy Vtn0 = 0.4 V; Vtp0 = -0.4 V)
1. Chọn giá trị cho Cc:
Cc > 0.22CL = 0.44 pF
Chọn Cc = 0.5 P
2. Tính giá trị I5:
I5 > SR.Cc = 5 uA
Chọn I5 = 150 uA
3. Tính giá trị W/L của M3, M4:
Có: Vin(max) = VDD – VSD3(VSG3) – VDG1 = 1 (V) mà VDG1 = -VTn0 = -0.4v
⟹ VSG3 = 1.2 (V)
Mà I3 =
2
1
μP.Cox
3
3
L
W
(VSG3-|VTp0|)² với I3 = I5/2 = 75 uA.
3
3
L
W
=
4
4
L
W
=2.46
4. Kiểm tra cực của M3 p3:
p3 = -gm3/2Cgs3 = -6874656262 (rads/s) = 1094135526 Hz >> 10.GB
5. Tính W/L của M1, M2:
gm1 = GB.Cc = 31.42 uA/V
⟹ W1/L1 = W2/L2=gm1²/(2.k’n.I1)= 0.028. Tăng giá trị lên khoảng 1.56
⟹ W1/L1 = W2/L2=1.56
Để tăng hệ số khuếch đại của mạch ta tăng W/L của M1, M2.
⟹ W1/L1 = W2/L2=250
6. Tính W/L của M5:
Vin(min) = VSS + VGS1 + VDS5(sat)
⟹ -0.5 = -1.8 + VGS1 + VDS5(sat)
I1 =
2
1
μN.Cox
1
1
L
W
(VGS1-|VTn0|)2 với I1 = I5/2 = 75 uA.
⟹ VDS5(sat) = 0.272 V
⟹ VGS5 = -1.2 V
Tiến hành mô phỏng “OP” để chọn giá trị W/L của M5 sao cho M5 hoạt động
trong vùng bão hòa
và có Id = 150 uA ứng với L = 1 um và VGS5 = -1.2 V.
⟹W5/L5=48.3
7. Tính W/L của M6:
Với 60° lề pha, ta có: gm6 ≥ 10gm1 = 314.2 uA/V chọn gm6 = 314.2 uA/V
gm4 = gm3 = 200 uA/V
W6/L6=(W4/L4)x(gm6/gm4)=4.068
8. Tính I6:
I6= gm6²/(2.k’p.W/L6) = 124 uA
Pdis = 3.6(150u+124u) = 0.9864 mW < 2 mW
9. Tính W/L của M7:
7
7
L
W
=
5
5
L
W
.
5
7
I
I
(I6 = I7) = 40
MÔ PHỎNG
mạch mô phỏng Transient để đo Av
Kết quả so sánh tín hiệu vào và ra: Vin PP = 0.000999789 V và Vout PP = 0.937424 V. Hệ số
khuếch đại Av = 938 V/V. Công suất tiêu tán Pdis = 0.000518497 W < 2 mW.
