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NMOS集成运算放大器

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作者:时间:2007-12-29来源:电子元器件网收藏

  NMOS集成运算中的器件全由NMOS FET构成,它分成E/E型(全由增强型NMOS FET构成)和E/D型(由增强型和耗尽型NMOS FET构成)两类。E/D型NMOS运算应用比较广泛。

  图1所示为Intel2912脉冲编码调制(PCM)双通道大规模单片集成开关电容滤波器中的集成运放电路之一。电路中含有E型、D型及零开启型(VT=0,图中标*号的管)NMOS FET共32个,占芯片面积约0.22mm2。整个电路可分为差分输入级、电平移动与双端——单端输出变换电路、主增益级、输出级等四部分。

图1 E/D型NMOS运算

(1)差分输入级

  T1~T7构成差分输入级。其中,T1和T2为差分放大管,T3和T4为电流源负载。T5和T6构成基本电流源电路,提供差分输入级偏置电流,基准电流由VDD、VSS及T5、T7来决定。

(2)电平移动与双端—单端输出变换电路

  T8~ T16和T19、T20构成电平移动电路。其中,T8、T9为偏置电流源,提供电平移动电路偏置电压。T10、T19、T15、T20和T10、T19、T16、T20分别构成两个Wilson电流源电路,T15和T16为电流源输出管,分别由T11、T13和T12、T14组成的两个完全相同的并联负反馈式电平移动电路提供工作电流。T11、T13和T12、T14分别把T2、T1漏电位VD2、VD1向下移动一个电平(约6V),使T17、T18漏极电位VD17、VD18分别比VD2、VD1低一个电平(约6V)。经分析可知电平移动电路的小信号电压增益,动态电阻

  T17和T18构成双端→单端输出变换电路。T1、T2漏极输出的互为反相的信号电压vd1、vd2,其中vd1经T12、T14送到T18的漏极;vd2经T11、T13送到T17、T18的栅极,再经T18倒相送到的T18漏极。两路信号在T18的漏极同相迭加送到主增益级。{{分页}}

(3)主增益级

  T21~ T24、T32构成主增益级。其中,T21、T23构成共源共栅(又称Cascode),T24是放大器的有源负载。T22用于提供T21的大部分静态工作电流(约0.120mA),而T24仅提供T21的小部分静态工作电流(约0.057mA)。这样,T21工作电流大,其跨导大,而T24工作电流小,负载电阻大,有利于提高主增益极的电压增益。

  T32和电容C是用于进行相位补偿的反馈网络,以确保稳定工作。

(4)输出极

  T25~ T31构成低输出阻抗(约1.5kΩ)输出电路。

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