微电子专业基础实验（二十）1
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2022-08-03
14:41:31
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实验二十、运算放大器设计指标的验证优化与应用电路设计
实验目的：
（1）对前次实验设计的运放核心电路，构成反馈应用电路，加载合理设计
的激励信号，通过适当的仿真验证方法，验证所要求的各个设计指标；
（2）构建一个增益为-10 的反向放大器，培养学生运用理论知识，进行电
路前端设计、分析与解决问题的能力。
实验要求：
1. 实验过程中采用合理的输入激励，利用常用的应用电路（如电压跟随器、反
向放大电路等），验证和完善核心电路的性能指标仿真和电路优化设计；
2. 核心电路的仿真与优化：设计各种仿真方法和负反馈应用电路（如电压跟随
器和反向器等电路），加载合适的激励型号，验证各项性能设计指标，分析误
差主要原因，误差较大的（超过 10%，PM 不满足 45°）修改设计参数后重
新仿真，直至符合设计指标。
3. 要求：单个电阻不超过 10M 欧姆，构建反向放大器，增益约为-10；仿真其闭
环增益和输入、输出电压动态范围。
设计指标：
(1) 优化设计：修改器件参数和工作点，使运算放大器核心电路较好的满足性
能指标：
电源电压：1.8V；
直流增益：>90dB；
单位增益带宽：~80MHz；
负载电容：2 pF；
输入电容：<0.2pF；
相位裕量: ~60°；
压摆率：> 25V/us；
输出共模电平：1V；（电压跟随器）
输出摆幅：>
V
3.0
；
输入共模电压范围：~ 0.7-- 1.3V；（电压跟随器）
功耗：<1.6mW；
提示：采用电压跟随器结构，瞬态仿真验证是否满足输入和输出电压范围、
各管 VDS >过驱动电压，从仿真结果报告得到输入电容值，需要加上密勒效应使
输入电容增加的数量。
大信号（转换速率、输入输出范围等）采用瞬态仿真，增益、带宽、PM
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