(3.11)
2.2運(yùn)放的設(shè)計(jì)
帶隙電路中的放大器主要作用是使兩個(gè)輸入點(diǎn)的電平相等，所以只要增益足夠就可以了，另外為了防止振蕩，相位裕度也要足夠，其他指標(biāo)不是特別重要。圖3.3是運(yùn)放的核心部分。各部分作用：MA1、MA2為第一級(jí)差分放大，MA6為第二級(jí)放大，MA5、MA7從帶隙部分偏置電流分配給放大部分MOS管。Cc為密勒電容，將主次極點(diǎn)分離，也可增大相位裕度。
圖3. 3 二級(jí)Miller補(bǔ)償CMOS運(yùn)算放大器
直流開環(huán)電壓增益：
(3.12)
單位增益帶寬：
(3.13)
根據(jù)電流的關(guān)系，確定各個(gè)MOS管的寬長比。放大器的偏置電流來自于帶隙部分的輸出電流，由式(3.10)可知，偏置部分得到的電流為2.8u，為了減小功耗，取流過MA5的電流為偏置電流2倍，即MA5的尺寸為M1兩倍，而MA7為M1尺寸的8倍以上。放大器的具體參數(shù)見表3.1，寬長比單位um。
表3.1 二級(jí)運(yùn)放器件參數(shù)
M1
0.92/0.5
M5
1.84/0.5
M2
0.92/0.5
M6
4/0.5
M3
0.48/1
M7
7.36/0.5
M4
0.48/1
Cc
1p
3. 自啟動(dòng)電路
只要運(yùn)放的開環(huán)增益足夠高，輸出電壓就相對(duì)獨(dú)立于電源電壓。但是，如果Vx和Vy均等于零時(shí)電路進(jìn)入簡并狀態(tài)，電路將永遠(yuǎn)無法工作，所以必須增加自啟動(dòng)電路去除簡并狀態(tài)。如圖3.4所示，由三個(gè)MOS管形成開啟電路。
圖3. 4 啟動(dòng)電路
工作原理：由于PMOS管MSA的柵極接地，所以MSA始終導(dǎo)通，這樣使得S點(diǎn)電平升高，S也是MSB管的柵極，因此MSB管導(dǎo)通，它的漏極（即啟動(dòng)點(diǎn)）電平降低，這樣如果啟動(dòng)點(diǎn)為PMOS柵極，該P(yáng)MOS管就導(dǎo)通了，電路可以開始工作。后還必須使MSB脫離，當(dāng)電路開始正常工作時(shí)，MSC管開啟，這樣就再次使S節(jié)點(diǎn)電平下降，MSB管由此關(guān)斷，脫離了啟動(dòng)部分。由于MSA常導(dǎo)通，對(duì)于功耗是一種浪費(fèi)，所以要使流過MSA的電流盡量小，可以設(shè)計(jì)的時(shí)候使MSA的W小于L，具體還需經(jīng)過仿真來驗(yàn)證。
終參數(shù)：WSA=0.22u LSA=10u; WSB=0.5u LSB=0.5u; WSC=0.5u LSC=0.5u
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