全差分运放 电容精度
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电容精度 J K Z2007-10-18 11:27电容的型号命名:1)各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成:第一部分:用字母表示名称,电容器为C。
第二部分:用字母表示材料。
第三部分:用数字表示分类。
第四部分:用数字表示序号。
2)电容的标志方法:(1)直标法:用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。
(2)文字符号法:用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。
文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F等。
和电阻的表示方法相同。
标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。
小于10pF的电容,其允许偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.2pF,D——±0.5pF,F——±1pF。
(3)色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为pF。
小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置靠近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示:颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰耐压4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V(4)进口电容器的标志方法:进口电容器一般有6项组成。
第一项:用字母表示类别:第二项:用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。
第三项:温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的,也有用颜色的,其意义如下表所示:序号字母颜色温度系数允许偏差字母颜色温度系数允许偏差1 A 金 +100 R 黄 -2202 B 灰 +30 S 绿 -3303 C 黑 0 T 蓝 -4704 G ±30 U 紫 -7505 H 棕 -30 ±60 V -10006 J ±120 W -15007 K ±250 X -22008 L 红 -80 ±500 Y -33009 M ±1000 Z -470010 N ±2500 SL +350~-100011 P 橙 -150 YN -800~-5800备注:温度系数的单位10e -6/℃;允许偏差是 % 。
运放参数的详细解释和分析1—输入偏置电流和输入失调电流一般运放的datasheet中会列出众多的运放参数,有些易于理解,我们常关注,有些可能会被忽略了。
在接下来的一些主题里,将对每一个参数进行详细的说明和分析。
力求在原理和对应用的影响上把运放参数阐述清楚。
由于本人的水平有限,写的博文中难免有些疏漏,希望大家批评指正。
第一节要说明的是运放的输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .众说周知,理想运放是没有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .的。
但每一颗实际运放都会有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .我们可以用下图中的模型来说明它们的定义。
输入偏置电流Ib是由于运放两个输入极都有漏电流(我们暂且称之为漏电流)的存在。
我们可以理解为,理想运放的各个输入端都串联进了一个电流源,这两个电流源的电流值一般为不相同。
也就是说,实际的运入,会有电流流入或流出运放的输入端的(与理想运放的虚断不太一样)。
那么输入偏置电流就定义这两个电流的平均值,这个很好理解。
输入失调电流呢,就定义为两个电流的差。
说完定义,下面我们要深究一下这个电流的来源。
那我们就要看一下运入的输入级了,运放的输入级一般采用差分输入(电压反馈运放)。
采用的管子,要么是三级管bipolar,要么是场效应管FET。
如下图所示,对于bipolar,要使其工作在线性区,就要给基极提供偏置电压,或者说要有比较大的基极电流,也就是常说的,三极管是电流控制器件。
那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的基极电流,由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配,所以这两个管子Q 1和Q2的基极电流总是有这么点差别,也就是输入的失调电流。
Bipol ar输入的运放这两个值还是很可观的,也就是说是比较大的,进行电路设计时,不得不考虑的。
而对于FET输入的运放,由于其是电压控制电流器件,可以说它的栅极电流是很小很小的,一般会在fA级,但不幸的是,它的每个输入引脚都有一对ESD保护二极管。
全差分放大器的概念及其优势目前,世界上大多数的高速模数转换器(ADC)都具有差分输入。
这些ADC被广泛的运用于多种终端的应用当中,但不仅仅局限于通信无线基础设施和回传,以及测试与测量示波器和频谱分析仪。
为了支持这一输入架构,工程师必须设计与ADC 进行差分对接的信号链。
为了获得最佳性能,用户必须在信号链上选择一个balun(平衡不平衡变换器),虽然这可能会导致某些应用中的耦合问题。
然而,耦合问题并不是总是发生,特别是在某些需要DC分量的测试和测量应用中更是如此。
全差分放大器(FDA)是一种多用途的工具,它可以替代balun(或与它一同使用)的同时,并且提供多种优点。
与传统的使用单端输出的放大器相比,电路设计人员在使用由FDA实现的全差分信号处理频谱分析仪时,能够增加电路对外部噪声的抗扰度,从而将动态范围加倍,并且减少偶次谐波。
在这篇文章中,我们会回顾一下全差分放大器(FDA)的基本知识,FDA的重要技术规格,以及这些技术规格的含义,并且谈一谈如何使用一个balun类型的FDA,从而实现信号链与额外性能的对接。
FDA是什么?想象一下,如果你不使用高级器件——FDA集成电路来驱动差分ADC。
除了balun,一个解决方案就需要通过两个运算放大器来提供差分信号,其中一个运算放大器提供正(VIN+)输入信号,另外一个提供负(VIN-)输入信号。
如果想要在运算放大器(op amp)外部建立适当增益,你将总共需要使用8个电阻器,这设计起来将会十分复杂。
现在,工程师只需要一半数量的电阻器和一个IC,就可以使用一个FDA来提供ADC的单端至差分接口和一个差分至差分接口。
同时,这个IC无需balun 便可以使得DC分量导通,这一点不同于提供DC隔离的balun。
这个的关键点是在许多应用中需DC和低频的出色的频率响应。
那么,FDA到底是什么呢?基本上来说,FDA是具有两个放大器的器件。
主差分放大器(从VIN至VOUT)由多个反馈路径和Vocm误差放大器组成,而Vocm误差放大器更多情况下被称为共模输出放大器。
全差分运算放大器设计岳生生(200403020126)一、设计指标以上华0.6um CMOS 工艺设计一个全差分运算放大器,设计指标如下:✧直流增益:>80dB✧单位增益带宽:>50MHz✧负载电容:=5pF✧相位裕量:>60度✧增益裕量:>12dB✧差分压摆率:>200V/us✧共模电压:2.5V (VDD=5V)✧差分输入摆幅:>±4V二、运放结构选择运算放大器的结构重要有三种:(a )简单两级运放,two-stage 。
如图2所示;(b )折叠共源共栅,folded-cascode 。
如图3所示;(c )共源共栅,telescopic 。
如图1的前级所示。
本次设计的运算放大器的设计指标要求差分输出幅度为±4V ,即输出端的所有NMOS 管的,DSAT NV之和小于0.5V ,输出端的所有PMOS管的,DSAT PV之和也必须小于0.5V 。
对于单级的折叠共源共栅和直接共源共栅两种结构,都比较难达到该要求,因此我们采用两级运算放大器结构。
另外,简单的两级运放的直流增益比较小,因此我们采用共源共栅的输入级结构。
考虑到折叠共源共栅输入级结构的功耗比较大,故我们选择直接共源共栅的输入级,最后选择如图1所示的运放结构。
两级运算放大器设计必须保证运放的稳定性,我们用Miller 补偿或Cascode 补偿技术来进行零极点补偿。
三、性能指标分析1、 差分直流增益 (Adm>80db)该运算放大器存在两级:(1)、Cascode 级增大直流增益(M1-M8);(2)、共源放大器(M9-M12) 第一级增益1351113571135135753()m m m o o o o o m m m m o o o o m m g g gg gg G A R r rr r g g r r r r=-=-=-+第二级增益92291129911()m o o o m m o o gg G AR r rgg=-=-=-+整个运算放大器的增益:4135912135753911(80)10m m m m overallo o o o m m o o dB g g g gAA A g g g gr r r r ==≥++2、 差分压摆率 (>200V/us )转换速率(slew rate )是大信号输入时,电流输出的最大驱动能力。
目录1 引言 (1)2 软件介绍 (3)3 运算放大器设计基础 (5)3.1运放的主要性能指标 (5)3.2运算放大器的基本结构 (6)3.2.1全差分运放 (6)3.2.2套筒式结构 (7)3.2.3折叠式结构 (8)4 系统总体设计 (10)4.1电路设计的整体结构 (10)4.2 主放大电路设计 (11)4.3 偏置电路的设计 (13)4.4 输出级的设计 (13)4.5 共模反馈的设计 (14)4.6 总体布局 (15)5 仿真与分析 (17)5.1运放直流与交流特性 (17)5.2噪声特性分析 (19)5.3电源抑制比 (19)5.4设计指标 (20)5.5放大器参数 (21)6 版图设计与分析 (22)6.1 L-Edit介绍 (22)6.2版图设计规则 (22)6.3基本器件版图设计 (23)6.3.1 NMOS版图设计 (23)6.3.2 电容电阻版图设计 (24)6.4版图的总体设计 (26)6.4.1主电路模块版图 (26)6.4.2偏置模块版图 (27)6.4.3输出模块版图 (27)6.4.4整体模块版图 (28)6.5 LVS版图比对 (29)7 结论 (31)谢辞 ................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 .. (32)附录1 (33)附录2 (35)1 引言集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier)简称集成运放,是由多个CMOS管与电容电阻通过耦合方式实现提高增益的模拟集成电路[1]。
集成运放具有增益高、输入阻抗大、输出阻抗低、共模抑制比高和失调与漂移性小等优点,而且当输入电压值为零时,输出值也为零。
集成运放是构成常用集成电路系统的通用模块[2] [3]。
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全差分运放电容精度
全差分运放是一种常用的放大器,具有很高的放大精度和抗干扰能力。
而电容精度则是指电容器的实际值与标称值之间的差异。
在电路设计中,电容精度对系统的性能和稳定性有很大影响。
因此,在选择全差分运放时,需要考虑其对电容精度的影响。
在使用全差分运放时,通常需要将电容器放置在反馈回路中,以达到一定的滤波效果。
但是,电容器具有一定的温度稳定性和时间稳定性,这些因素都会影响电容精度。
因此,在设计电路时,需要综合考虑运放和电容器的特性,以达到最佳的性能。
为了提高电路的精度和稳定性,可以采用一些方法,例如使用温度补偿电容器、选择稳定性较好的全差分运放等。
此外,还可以采用数字校准的方法,通过软件算法来校准电路中的偏差,从而提高整个系统的精度和稳定性。
在实际应用中,需要对全差分运放和电容器的特性进行充分了解,并根据具体需求进行选择和设计,以达到最佳的性能和稳定性。
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