基于最小电流选择的运算放大器设计

作者：时间：2012-06-07来源：网络收藏

当Iin1Iin2时，依据所构成电流镜的比例关系，IDM1=IDM2=IDM3=Iin1，迫使M6漏源电压减小工作于线性区，因此M4，M5截止，可得：

若输入级差分对管选取合适的尺寸，使其在饱和状态时有：gmN=gmP=gmT。假设VIN+>VIN-，结合图5输出级的共源共栅电路，可得：

由公式(3)可以看出最小电流选择技术稳定了运放输入级的跨导。

2 浮动电流源控制的前馈AB类输出级
运放输出级的作用是在可接受的信号失真限度内将输入级的信号有效地传递给负载，同时为保证运放有较好的频率特性，进行必要的频率补偿。最小电流选择电路通常与折叠式共源共栅放大器结合使用，在获得较大增益的同时也可满足低电压的要求。依据上述要求，将折叠共源共栅作为有源负载与AB类前馈式输出级相结合，组成浮动电流源控制的无截止前馈AB类输出。在保证较小动态失真的前提下实现信号的满幅输出。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/177021.htm

输出级的电路原理图如图5所示。M43，M44为2个共源级放大输出管，M33，M43，M39，M40和M41，M42，M34，M44形成2个跨导线性回路，Ibias1=Ibias2=Io。依据基尔霍夫电压定律有：

设置(W／L)43／(W／L)39=(W／L)44／(W／L)42，这样输出级静态电流保持不变，静态工作点不受输入共模电压变化的影响。此外M33、M34还保证了M43、M44的栅极之间有一个稳定的电压，使它们均偏置在饱和区，当输入电流流入AB类输出级时，M33电流增加量等于M34的电流减小量，输出管M43、M44的栅级电压升高，输出级电路从电路输出点抽取电流，直到流过M33的电流为IM30。浮动电流源和AB类控制浮动电流源电路具有相同的结构和尺寸，浮动电流源补偿了AB类控制电路对电源电压的依赖性，减小了电源电压变化对输出级静态电流的影响。C1、C2为密勒补偿电容，对电路进行频率补偿，实现系统的稳定。

3 整体电路与仿真结果分析
运算 放大器的整体电路如图6所示。在0．6μmBiC-MOS工艺下，用HSpice软件对该运算 放大器进行了仿真验证，仿真时在3 V单电源供电的全典型状态下进行。