运算放大器电路及版图设计报告

CMOS多用途多级运算放大器的设计

目 录

摘 要................................................................................................................................................ 2 第一章 引 言 ..................................................................................................................................... 3 第二章 基础知识介绍........................................................................................................................... 4

2.1 集成电路简介........................................................................................................................... 4 2.2 CMOS运算放大器 ...................................................................................................................... 4

2.2.1理想运放的模型 ............................................................................................................. 4

2.2.2非理想运算放大器 .......................................................................................................... 5 2.2.3运放的性能指标 ............................................................................................................. 5 2.3 CMOS运算放大器的常见结构..................................................................................................... 6

2.3.1单级运算放大器 ............................................................................................................. 6 2.3.2简单差分放大器 ............................................................................................................. 6 2.3.3折叠式共源共栅(Folded-cascode)放大器 ....................................................................... 7 2.4版图的相关知识 ........................................................................................................................ 8

2.4.1版图介绍 ........................................................................................................................ 8

2.4.2硅栅CMOS工艺版图和工艺的关系 ................................................................................... 8 2.4.3 Tanner介绍................................................................................................................... 9

第三章 电路设计.................................................................................................................................10

3.1总体方案 .................................................................................................................................10 3.2各级电路设计 ..........................................................................................................................10

3.2.1第三级电路设计 ............................................................................................................10 3.2.2第二级电路设计 ............................................................................................................11 3.2.3第一级电路设计 ............................................................................................................12 3.2.4三级运放整体电路图及仿真结果分析 .............................................................................14

第四章 版图设计.................................................................................................................................15

4.1版图设计的流程 .......................................................................................................................15

4.1.1参照所设计的电路图的宽长比，画出各MOS管 ...............................................................15

4.1.2 布局 .............................................................................................................................17 4.1.3画保护环 ......................................................................................................................17

4.1.4画电容 ..........................................................................................................................17 4.1.5画压焊点 .......................................................................................................................18 4.2 整个版图.................................................................................................................................19 第五章 T-Spice仿真 ..........................................................................................................................21

5.1提取T-Spice文件 .................................................................................................................21 5.2用T-Spice仿真.....................................................................................................................24 5.3仿真结果分析 .........................................................................................................................26 第六章 总 结 ....................................................................................................................................27 参 考 文 献 .........................................................................................................................................28

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CMOS多用途多级运算放大器的设计

摘 要

本次专业综合课程设计的主要内容是设计一个CMOS三级运算跨导放大器，该放大器可根据不同的使用要求，通过开关的开和闭，选择单级、两级、三级组成放大器，以获得不同的增益和带宽。用ORCAD画电路图，设计、计算宽长比，仿真，达到要求的技术指标，逐级进行设计仿真。然后用L-Edit软件根据设计的宽长比画版图，最后通过T-Spice仿真，得到达到性能指标的仿真结果。

设计的主要结果归纳如下：

（1） 运算放大器的基本工作原理 （2） 电路分析 （3） 设计宽长比 （4） 画版图 （5） 仿真 （6） 结果分析

关键词：CMOS运算跨导放大器；差分运放；宽长比；版图设计；T-Spice仿真

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CMOS多用途多级运算放大器的设计

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