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跨导放大器的原理与应用1. 跨导放大器的概述
• 1.1 跨导放大器的定义
• 1.2 跨导放大器的分类
• 1.3 跨导放大器的特点
2. 跨导放大器的原理
• 2.1 跨导放大器的基本结构
• 2.2 跨导放大器的工作原理
• 2.3 跨导放大器的放大机制
3. 跨导放大器的应用
• 3.1 电子通信领域
– 3.1.1 无线电通信系统
– 3.1.2 手机和移动设备
– 3.1.3 通信基站
• 3.2 音频放大领域
– 3.2.1 音响系统
– 3.2.2 乐器放大器
• 3.3 传感器接口电路
– 3.3.1 温度传感器
– 3.3.2 压力传感器
– 3.3.3 光传感器
4. 跨导放大器的优缺点
• 4.1 优点
• 4.2 缺点
5. 跨导放大器的设计考虑因素
• 5.1 增益要求
• 5.2 带宽要求
• 5.3 稳定性要求
6. 跨导放大器的改进方法
• 6.1 功率增强技术
• 6.2 噪声降低技术
• 6.3 线性度改善技术
7. 结论
•本文介绍了跨导放大器的原理与应用，包括跨导放大器的概述、原理、应用场景以及优缺点等内容。
随着电子通信和音频放大技术的发展，跨导放大器在各个领域都有重要的应用。
不过，在设计跨导放大器时需要考虑到增益、带宽和稳定性等因素，同时也需要探索改进方法来提高功率、降低噪声和改善线性度。
跨导放大器作为一种重要的电子器件，将继续在各个领域发挥重要作用。
跨导运算放大器的设计一、实验任务1-1 实验目的学会使用数模混合集成电路设计仿真软件Hspice ；学会按要求对电路的参数进行调整；学会对工艺库进行参数提取；学会用提取的参数进行手工计算分析并与仿真得出的参数进行比较。
通过上述实践达到对之前所学《模拟集成电路原理与设计》理论课程内容的更深入的理解和掌握，以及初步掌握模拟集成电路设计的方法和步骤，使学生能较快适应未来模拟集成电路设计的需求。
1-2 实验任务：设计一个跨导运算放大器（1） VDD=1.8 V , 使用models.mdl 库文件，1:B 是指两个管的w/L 之比，I bias =54 μA ，试调整各个管的参数，使该运放的放大倍数A V =inip noutv v v ->60，而且同时满足增益带宽积GBW>100 MHz ，相位裕度PM>65 oC ，并且最优指数totalLI C GBW FOM ∙=>0.422，可先参照一个样板仿真文件ota.sp 和 ota_test.sp，然C LB : 1 1 : B后自己调整；（2） 仿真各指标满足要求后，自行设计参数提取电路进行电路中的各个部分晶体管的参数提取，然后进行手算分析。
将分析结果与实际仿真结果进行比较； （3） 尽你所能调整除 VDD 之外的其他参数，包括I bias 来提高FOM ，最高能提高到多少？ 最后提交一个word 电子文档，包括参数提取过程、手算分析过程、电路图（带管子参数）、仿真波形图、及相关详尽的说明。
二、实验内容2-1 问题12-1-1参数分析•增益Av由out m V BR g A 10=，m g = 34||out o o R r r = ，333,EN o d V L r I =444EP o d V Lr I =B= (W 3/L 3)/(W 2/L 2)则43432233111//)/(2d d PN EN d ox out m v I I L L V V L W L W I L W uC BR g A ⨯⨯==所以，可通过增大M1的宽长比，增大L4的大小，以及提高M3和M2的沟道宽长比之比B 来提高放大增益V A 。
跨倒放大器的用法跨导放大器是一种广泛应用于电子领域的放大器，通过控制输入信号的斜率改变输出信号的幅度，因此在电子电路设计中有着重要的地位。
本文将从跨导放大器的原理、结构和用法等方面展开详细介绍，以期为读者提供全面的了解。
一、跨导放大器原理跨导放大器又称转导放大器，是一种利用场效应晶体管（FET）的放大器。
它的工作原理是利用输入信号对FET管子的栅极电压产生影响，使其输出电流发生相应变化，从而达到信号放大的目的。
在跨导放大器中，信号的放大是通过调节输人信号的斜率来实现的。
当输入信号的斜率改变时，输出信号的幅度也随之改变。
二、跨导放大器结构跨导放大器主要由三部分组成：输入级、中间级和输出级。
输入级通常由场效应管子构成，其作用是将输入信号转换成电流信号并传送到中间级；中间级则负责增加电流信号的幅度，并将其传送到输出级；输出级将中间级传来的电流信号重新转换成电压信号，并输出到负载中。
通过这三个级之间的协调配合，跨导放大器能够实现对输入信号的放大。
三、跨导放大器的用途1. 通信系统中的应用跨导放大器广泛应用于各种通信系统中，例如手机、卫星通信、无线通信等。
在这些系统中，需要对信号进行放大和处理，跨导放大器能够很好地满足这些需求。
2. 音频放大器中的应用在音频系统中，跨导放大器也有着广泛的应用。
通过调节输入信号的斜率，可以实现对音频信号的放大，从而为音响系统、功放等设备提供优质的音频信号。
3. 传感器放大器中的应用跨导放大器还常用于传感器放大器中，通过对传感器输出信号进行放大和处理，使得传感器能够更准确地感知环境信号，并将其转换成有效的电信号。
四、跨导放大器的优点1. 高灵敏度跨导放大器具有高灵敏度的特点，能够对输入信号的微小变化做出快速的响应，并将其放大。
2. 良好的线性度跨导放大器的输出信号与输入信号之间具有较好的线性关系，能够保持信号的原始特性，不会产生失真。
3. 宽频带特性跨导放大器具有宽频带特性，能够满足各种不同频率信号的放大需求。
跨导运算放大器的设计一、实验任务1-1 实验目的学会使用数模混合集成电路设计仿真软件Hspice ；学会按要求对电路的参数进行调整；学会对工艺库进行参数提取；学会用提取的参数进行手工计算分析并与仿真得出的参数进行比较。
通过上述实践达到对之前所学《模拟集成电路原理与设计》理论课程内容的更深入的理解和掌握，以及初步掌握模拟集成电路设计的方法和步骤，使学生能较快适应未来模拟集成电路设计的需求。
1-2 实验任务：设计一个跨导运算放大器（1） VDD=1.8 V, 使用models.mdl 库文件，1:B 是指两个管的w/L 之比，I bias =54A ，试调整各个管的参数，使该运放的放大倍数A V =inip noutv v v ->60，而且同时满足增益带宽积GBW>100 MHz ，相位裕度PM>65 o C ，并且最优指数totalLI C GBW FOM •=>0.422，可先参照一个样板仿真文件ota.sp 和C LB : 1 1 : Bota_test.sp ，然后自己调整；（2） 仿真各指标满足要求后，自行设计参数提取电路进行电路中的各个部分晶体管的参数提取，然后进行手算分析。
将分析结果与实际仿真结果进行比较；（3） 尽你所能调整除 VDD 之外的其他参数，包括I bias 来提高FOM ，最高能提高到多少？最后提交一个word 电子文档，包括参数提取过程、手算分析过程、电路图（带管子参数）、仿真波形图、及相关详尽的说明。
二、实验内容2-1 问题12-1-1参数分析•增益Av由out m V BR g A 10=，m g = 34||out o o R r r = ，333,EN o d V L r I =444EP o d V Lr I =B= (W 3/L 3)/(W 2/L 2)则43432233111//)/(2d d PN EN d ox out m v I I L L V V L W L W I L W uC BR g A ⨯⨯==所以，可通过增大M1的宽长比，增大L4的大小，以及提高M3和M2的沟道宽长比之比B 来提高放大增益V A 。
模拟集成电路实验——跨导放大器设计实验报告学院：电信学院班级：微电子23班姓名：游晓东学号：2120503069一、设计指标二、电路结构确定电路结构的原因： ① 根据设计指标② 电路结构对称，匹配度高，,Offset CMRR 性能指标好③ 电路稳定性好，只有一个主极点④ 该电路为差分输入，单端输出，共模抑制比大，输出共模点较稳定三、电路原理概述该电路主要由三部分组成：带隙基准电流源、偏置电路、跨导放大器9~21M M 构成一个跨导放大器，其中13M 为尾电流源，向输入的差动对管提供电流偏置。
11,12M M 为输入差分对管，将小信号电压转换成小信号电流。
9,14M M 和10,17M M 为两个对称的电流镜，比例复制小信号电流。
14,15M M 与16,17M M 为共源共栅结构，可以提高输出阻抗和开环增益。
18,19,20,21M M M M 为低压共源共栅电流镜，可以作为单端输出并且提高输出摆幅。
0~8M M 构成偏置电路部分，为跨导放大器提供偏置电流。
22~34,0~2,0~2M M Q Q R R 构成带隙基准电流源部分，为电路提供基准电流源。
四、设计过程1. 分配电流根据静态电流250A μ限制，分配带隙基准电流源部分20A μ，偏置电路部分10A μ（其中每一路2A μ），跨导放大器部分210A μ。
分配14,17M M 的偏置电流14M I 时主要考虑三个指标：,,GBW SR GMGM 要求900~1100/A V μ，因此GM 取1000/A V μ。
由于11GM B gm =⋅，B为14,9M M 的偏置电流之比，因此111000/B gm A V μ⋅= （1）GBW 要求大于3MHZ 。
112LB gm GBWC π⋅=⋅，因此11566/B gm A V μ⋅> （2）SR 要求大于3/V S μ。
92M LB I SRC ⋅=，因此9290M B I A μ⋅> （3）由于9112M ODI gm V =，若OD V 取0.2V ，则由（1）得9100M B I A μ⋅=，由（2）得956.6M B I A μ⋅>，由（3）得945M B I A μ⋅>。
一种低压轨至轨输入输出稳定跨导运算放大器的设
计的开题报告
本文将介绍一种低压轨至轨输入输出稳定跨导运算放大器（transconductance operational amplifier，简称OTA）的设计。
该设计旨在实现超低电压输入、广泛带宽、高增益和输出稳定性，以满足现代电路设计中对高性能运算放大器的需求。
本文将从以下几个方面介绍该设计的开发过程：
1. 需求分析：介绍现代电路设计对高性能OTA的需求和该设计的目标性能参数。
2. 电路原理：介绍基于 CMOS 双极性晶体管（BJT）的 OTA 电路原理，并详细阐述其输入级、差动放大器、输出级等组成部分。
3. 设计方法：介绍针对该OTA设计的CMOS工艺选择和电路仿真方法，并详细介绍根据需求分析、电路原理及相关参数计算所采用的设计方法。
4. 电路仿真：通过电路仿真软件进行电路仿真分析，验证该设计的性能参数。
5. 总结与展望：总结本文内容，展望该设计的应用前景及未来发展方向。
总之，该设计旨在满足现代电路设计对高性能OTA的需求，具有较高实际应用价值。
具有较小跨导的跨导放大器结构的一个比较设计方法摘要：一个家用CMOS运算放大器（OTAS）已经被设计成具有非常小的跨导以保证晶体管在温和的反转中工作。
许多的OTA设计方案如传统的利用电流转换、浮栅和大容量驱动技术都已经被讨论过。
这些方案的一些性能特点如功耗、有源硅区、信号噪音比我们也进行了一些详细的比较。
我们已经在一个1.2μm的n阱COMS工艺和工作电源2.7V 的条件下爱制备出了这种跨导放大器。
并且芯片的测试结果与理论计算结果也有很好的吻合。
引言由于人类身体的相对缓慢的电活动在医疗电子设备、有源滤波器和低截止频率等领域是很必要的。
低频电路应用的另一个领域是斜坡生成模拟---数字转换器（ADC）测试和神经网络领域。
因此，我们致力于研究出一个能够在低频率下工作的开发集成解决方案的电路。
对于一个运算跨导放大器—电容（OTA-C）滤波器来实现这样一个低频率来说就意味着需要大型电容器和非常低的跨导。
因此，我们有两个完全独立的角度去处理这个问题。
一种是设计出具有非常低的跨导（一般没伏几微毫安）、高线性；另一种是在芯片上实现大电容（通常是几纳法）。
按照上述思路，我们来分析不同工艺取得低跨导，我们在功耗、有源硅区、信号噪声比（SNR）等性能特性方面针对不同的方法已经开展了比较研究。
特别强调了在温和反转区的MOS晶体管的操作设计以便在功率和面积要求上达到一个较好的折中可能。
OTA拓扑在温和的反转中我们设计四种不同的OTA拓扑结构，在相同的跨导值为10nA/v的所有MOSFET模型中我们用一个方程式来权衡相关的设计参数如功耗、有源硅区和SNR。
A参考的OTA设计A如图一所示，这个OTA主要由两个不同部分（M1和M2）和三个电流镜。
放大器的全部跨导Gm跟M1、M2相同（M3=M4=M5=M6,M7=M8）。
根据所需的跨导值，此基本拓扑电流的结构水平可以非常小（大约在微微安培每伏），这就会使得W/L的比值为0.001甚至更少。
