運算放大器電路:

運算放大器為雙端輸入單端輸出的結(jié)構(gòu)，可以在滿足輸入和輸出擺幅的情況下實現(xiàn)一定的電壓增益 （考慮其值是多少時滿足性能要求） 。首先確定所采用管子的寬度 （所有晶體管的溝道長度不必為同一值） ，手工設(shè)計：根據(jù)擬定的設(shè)計指標，確定滿足指標的運算放大器各元件的尺寸和所需要的偏置電流的大小（可能需要迭代）.

確定運放的最終性能參數(shù)：

a) 開環(huán)增益的幅頻和相頻響應；

b) CMRR 的頻率響應；

c) PSRR的頻率響應；

d) 共模輸入范圍；

e) 輸出電壓擺幅；

f) 壓擺率；

g) 建立時間；

h) 噪聲；

i) 功耗；

仿真電路可仿真放大器的交流特性和瞬態(tài)特性。采用閉環(huán)電路仿開環(huán)的方法，通過 R0 形成負反饋通路從而確定輸出共模電平 （此時的共模電平實際是 V1 的直流值），并穩(wěn)定直流偏置。電路選擇 RC 時間常數(shù)的倒數(shù)與 Av 的乘積小于運放預期的主極點是必須的， 即選擇大電阻和大電容值 （選擇 1G 歐姆電阻和 1mf 電容） 。

由于反饋電阻的大阻值，輸入的共模會自動調(diào)整到和輸入 V1 相等。輸入為正弦波形對其進行相應設(shè)置來滿足功能， 主要包括直流電壓值提供輸入端的直流偏置、交流 AC 幅值和相位 （通常為 1V，相位默認為 0）、瞬態(tài)電壓幅值頻率和相位值。

直流增益為 25dB，相位裕度為55° 滿足穩(wěn)定性要求

.param v1=2 v2=1

*vin IN GND DC 0.5 AC 2 90

vin IP GND DC v1 AC v2

*.ac DEC 10000 1 10000MEG

.ac dec 10000 1 1000MEG sweep lin v1 0.5 4 0.5

直流1V，交流1V時該圖中增益最大

.param v1=1 v2=1

*vin IN GND DC 0.5 AC 2 90

vin IP GND DC v1 AC v2

*.ac DEC 10000 1 10000MEG

*.ac dec 10000 1 1000MEG sweep lin v1 0.5 4 0.5

.ac dec 10000 1 1000MEG sweep lin v2 0.5 4 0.5

*.ac DEC 10000 1 10000MEG sweep load 1f 100f 10f

.print ac vdb(OUT) vp(OUT)

*.print ac vm(OUT) vp(OUT)

*.print ac vdb(OUT) 'vp(OUT)+180'

• Vdb=20lg （vout/vin ）

DC ANALYSIS - temperature=25.0

v(IN) = 1.1011e+000

v(IP) = 1.0000e+000

v(N2) = 3.3708e+000

v(N29) = 5.6884e-002

v(N3) = 2.1772e-001

v(N4) = 3.8977e+000

v(N6) = 2.1050e+000

v(OUT) = 1.1011e+000

v(Vdd) = 5.0000e+000

v(VN) = 1.2996e+000

i(vin) = 0.0000e+000

i(vvdd) = -1.2953e-004

vin in Gnd sin 1.0 1.0 1000 0.0 0.0 0.0

vin in Gnd sin v1 1.0 1000 0.0 0.0 0.0

v1=0.5\\1\\1.5

vin in Gnd sin 0.5 v2 1000 0.0 0.0 0.0

v1=0.5\\2.5\\2.0\\1.5\\1.0

輸入共模CMR仿真測試電路：

射極輸出器結(jié)構(gòu)，輸出應該與輸入相等，斜率為“1”

無論運放的開環(huán)還是閉環(huán)模式都可以定義輸入輸出共模范圍， 因為運放常工作在閉環(huán)狀態(tài)，這種測量使輸入輸出 CMR 更敏感。單位增益結(jié)構(gòu)對于測量和仿真輸入 CMR 是有用的。

傳輸曲線的線性部分對應于輸入共模電壓范圍的斜率是 1.

輸出共模范圍仿真測試電路：

在單位增益結(jié)構(gòu)中，傳輸曲線的線性受到 ICMR 的限制。若采用高增益結(jié)構(gòu)，傳輸曲線的線性部分與輸出電壓擺幅一致。