近几年来,快速增长的IC需求已经使模拟电路的设计产生了一些根本性的变化。电路设计的重点已经从基本的参数要求转向了低电压、低功耗方面,同时要求电路具有更好的精确度和更低的噪声。随着电路设计转向低电压需求,电路结构的频率补偿技术也有了新的需求。补偿方式不仅要降低能耗,还必须适应低压电路的拓扑结构。因此,研究作为通用模拟电路模块的运算放大器具有重要意义。在国家自然科学基金和四川省学术带头人基金的资助下,针对电源管理芯片的应用需求,我们进行了其中运算放大器模块的设计和其所采用的补偿技术研究。 论文基于运算放大器的基本原理,结合嵌入式密勒补偿技术的工作原理,首先对运算放大器的基本组成电路进行介绍,为电路设计做了必要的理论支持。然后,针对运算放大器指标特性,对整个设计过程作出了说明。 出于对采用补偿技术的运算放大器技术指标的综合考虑,我们设计出了基于嵌入式密勒补偿技术的两级CMOS运算放大器,并对电路中的共源共栅输入级、共源级输出电路、频率补偿技术和运放电源抑制比做了分析说明。 基于UMC的0.5μm的双铝双层多晶CMOS工艺MODEL,采用Hspice仿真工具,我们对所设计的电路进行了详细的仿真。仿真项目包括放大器的开环增益、相位裕度、共模及差模输入范围、转换速率等。结果表明,在3V的电源电压下,放大器直流增益为87dB,相位裕度63°,增益带宽1.2MHz,电源抑制比75.6dB,达到设计要求。此放大器的突出优点为结构简单,频率补偿效果好。用两级放大电路实现了较高的性能指标,使开环增益在低频段稳定不变,同时增益带宽大,频率特性好,在实际中能够取得很好的应用。