精密放大器准确的Spice模型建立
加入技术交流群
所选运放的输入级包含有五只双极晶体管，用于实际IC结构的建模。对于采用NMOS或PMOS级的运算放大器(见附文1，“典型输入级”)。输入级包含一个模型的电流源IOS，一个模型的电压源VOS，以及一个压控电压源。R1和R2 决定了器件的CMRR。
第一增益级将输入级与第一增益级的联合增益设为1，这简化了对第二增益级中转换速率限制元件的计算工作。二极管D2至D5以及V1至V4用于输出电压摆幅的箝位。增加V1至V4的值将减小最大输出电压摆幅。通过调节V1和V3可以控制最大输出电压摆幅VOH，而最小输出电压摆幅VOL受控于V2和V4。限压必须出现在开环增益级;否则，后面的结点就会试图模拟大信号(数百千伏)的生成。
第二增益级设定开环电压增益、带宽以及放大器的转换速率，方法是调节跨导块G3和G4，以及元件R7、R8、C2和C3。
中位电源参考级包括两个等值电阻R9和R10。这些电阻用于生成一个中位基准电压。将这些电阻值设为1Ω，可以降低模型的Johnson电压噪声。流经这些电阻的大电流不会出现在仿真结果中，因为有电源隔离级。
共模增益级包括两个压控电流源，它驱动两只等值电阻，两只电阻与一个连接到电源轨的电感串联(见附文2，“VCCS级工作原理”)。电感模拟了CMRR在较高输入频率时的滚降。控制电流源的是相对于中位电压的输入共模电压。输入级的电阻R1和R2产生共模电压。每个源的跨导都设为用相关电阻值除以DC时放大器CMRR后的倒数。电感为共模增益补充了一个Z平面零点，等效于为CMRR增加了一极。在对共模电压的调节和频率整形后，再用一个压控电压源EOS将其加回到输入级。
电源隔离级包括两个压控电压源与一个电流源。这样就能用结点列表中的一项，设定放大器的总电流。它还能将内部电流与仿真器看到的外部电流隔离开来，使模型能够提供小功率低电压噪声放大器的正确静态电流。设计折中是不能用输出电流的电路。禁用这个电路后，模型就不用考虑负载电流了。
输出级的工作并不明显。经过适当的频率整形后，放大器的输出信号表现为一个以G7与G8输入点处中位电源为基准的电压。跨导块G7与G8驱动两只等值电阻，电阻连接到电 源轨。它们作为有源电流发生器。G7与G8产生出正好适当的电流，为其并联电阻提供所需的压降(图2)。
电子管相关文章:电子管原理
评论