微电子专业基础实验（十九）1
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2022-08-03
14:21:13
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实验十九、运算放大器核心电路前端设计
实验目的：
设计一个实用 CMOS 运算放大器开环核心电路，培养学生运用理论知识分
析、结合 EDA 工具仿真技术，进行高增益运算放大器电路前端设计的能力。
实验内容：
采用 smic 0.18um CMOS 混合工艺，设计一个差动输入、单端输出的运算放
大器核心电路。
限定 MOS 管采用 n18 和 p18，电阻采用 rhrpo（高阻 POLY），电容采用
MIM；仅仿真 27°和 tt 工艺角。
完成 3 方面实验设计工作：
1. 实验前，参考给定的电路架构，进行工作点和器件参数初步设计；
2. 进行 Schematic 电路图编辑；
3. 通过采取适当的仿真方法，优化电路工作点设置和器件 W/L 参数设
计，验证工作点和器件 W/L 是否可以满足主要的性能设计指标。
不限定所使用的方法，只要能完成设计指标的验证即可。
开环运放核心电路设计指标与电路参考结构：
(1) 设计指标：
电源电压 VDD：1.8V；
直流增益 Ao：> 90dB；
单位增益带宽 fu：~80MHz；
负载电容 CL：2 pF；
输入电容 Cin：< 0.2pF；
相位裕量 PM: ~60°；
转换速率 SR：> 25V/us；
输出摆幅：> CM（共模）
0.3
V
输出共模电平 VoCM：~ 1V；（参见下图。因输出是电流源负载，若无 CMFB
或负反馈，则不能确定 CM 电压。因此 VoCM 电平仅是预期近似值，目的是验证
在此 CM 基础上的输出摆幅范围）
输入共模电压范围：~ 0.7-- 1.3V；
功耗：<1.6mW；
外部提供偏置：50uA 电流源；多个电压源用于设置 CASCODE 偏置电压。
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