10uA電流基準(zhǔn)的二級Miller補償運放電路設(shè)計
一、放大器的設(shè)計
以帶隙電路中的放大器為例，其主要作用是使兩個輸入點的電平相等，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。下圖為放大器提供偏置電流為理想電流源，在實際工藝制造過程中一般做不出理想電流源。
由一個電流鏡做負(fù)載的差分級和一個共源級結(jié)構(gòu)二級運放電路，PM1、PM2作為第一級運放的差分輸入，NM0、NM1以電流鏡負(fù)載作為第一級運放的負(fù)載端，PM0為電流沉為第一級運放的差分輸入提供偏置電流；NM2為第二級放大，PM3為第二級放大的負(fù)載端，采用共源級接法。C0為密勒電容，將主次極點分離，可增大相位裕度。
二、啟動+電流基準(zhǔn)電路
在二級運放的設(shè)計過程中，為使相位裕度達(dá)到指標(biāo)要求，需要利用頻率補償。此次采用的是 RC 密勒補償，將把運放的輸入極點往低頻處推，而且將引入一個零點。通過計算，可以調(diào)整電阻 R 的取值，將零點移到左半平面，而且使零點略大于單位增益帶寬，使得運放的相位裕度得到提高。
總體電路如下：
分析
運放分析
上面已經(jīng)介紹二級運放的構(gòu)造，就不在過多敘述。右半部分為二級運放，采用RC密勒補償，用工作在線性區(qū)的NMOS管代替電阻，負(fù)載電容與補償電容滿足C=0.22CL.
電流基準(zhǔn)源
緊挨著二級運放電路為一個10ua的電流基準(zhǔn)源為整個電路提供偏置，電流的大小利用MOS管上的壓差作用在電阻上產(chǎn)生與電源無關(guān)的電流。為了得出一個對 VDD不敏感的解決方法，要求基準(zhǔn)電流 IREF與輸出電流 IOUT鏡像，暫時不考慮溝道長度調(diào)制效應(yīng)所引起的問題，也就是 VDS對電路的影響，利用在電阻 RS在 失配NMOS電流鏡結(jié)構(gòu)源極產(chǎn)生電壓差 V得到了一個與電源電壓 VDD無關(guān)的輸出基準(zhǔn)電流，其溫度特性與電阻 RS和 MOS 管的工作情況有關(guān)。（該方法并非為最優(yōu)方案，未考慮溝道長度調(diào)制效應(yīng)）
電流基準(zhǔn)電路存在一個弱的正反饋環(huán)路，并且整個系統(tǒng)的 PSRR 較低，輸出基準(zhǔn)電流隨電源電壓變化較大。為了提高電源抑制比，再增加一路電流鏡結(jié)構(gòu)電路，使反饋回路增大。作用在電阻上的壓差利用兩電阻的串聯(lián)形式，彌補工藝上制造的差異，進而得到準(zhǔn)確需要的阻值。
啟動電路
左半部分為啟動電路，利用反相器+NMOS導(dǎo)通來實現(xiàn)。具體工作如下：防止出現(xiàn)“簡并點”，也就是電流鏡結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)零電流的情況，當(dāng)檢測到零電位時，反相器輸出高電位，此時末尾處NMOS管導(dǎo)通工作，并帶動NMOS結(jié)構(gòu)電流鏡工作，并且不會出現(xiàn)低電位現(xiàn)象。為保證反向器正常工作，利用二極管連接的PMOS來進行降低電位的操作。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-424406.html
總結(jié)
計算放到下次展現(xiàn)，還有電路達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，此次僅對電路進行完整分析。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-424406.html
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