运算放大器的噪声分析与设计

更新于2008-08-05 08:47:55

运算放大器噪声分析音频功率放大

　　差分管的源极接到同一点上，那么电流源负载的噪声就是相关噪声源，其等效到Mp1和Mp2上的噪声由于差动的作用就可以相互抵消，从而减小了电路的噪声。Mp1、Mp2为输入差分对管。另外，对于Mn3管，噪声电压对输入的影响也可以忽略。

　　3 电路设计及物理层设计

　　由以上噪声特性的分析可以看出，要改善运算放大器的噪声需要选择合适的电阻及合适的MOS管的栅宽长比，本文应用Winbond 0.5μ CMOS典型工艺，对运放噪声进行了分析，如图6和图7，其中L1<L2<L3。

　　由图6和图7可以看出，输入管及负载管L越大，噪声特性越好，但由于版图及稳定性的要求，不可能使用过大的L值；通过同样的仿真，对输入的宽长比，我们也可以得到类似的结论；因此，本文的运放选择合适的电阻及输入级和负载管的宽长比，完成了很好的设计，图8给出了详细电路图，且表1给出了其设计的基本仿真结果。

　　由表1仿真结果可以看出，运放采用低静态电流设计，实现较低的噪卢特性、较高的电源抑制比，及较快的转换速率等。

　　图9是前置运算放大器在功率放大器中的完整版图，使用Winbond 0.5μCMOS工艺，此工艺本身对衬底的噪声有一定的抑制，对音频功率放大器的设计提供了很好的前提，上图的3个框分别为外部反馈电阻、运算放大器内部结构及内部调零电阻，并且很好地实现了电阻电容及晶体管的匹配。

　　4 结束语

　　噪声是运算放大器非常重要的参数，它决定了整个系统的灵敏度，本文从噪声这个参数入手，分析了音频放大器中前置运放的噪声特性，给出了改善噪声的方法，并用winbond 0.5μCMOS工艺完成了相关设计。

文章出处：中国集成电路

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