2.2运放的设计

　　带隙电路中的放大器主要作用是使两个输入点的电平相等，所以只要增益足够就可以了，另外为了防止振荡，相位裕度也要足够，其他指标不是特别重要。图3.3是运放的核心部分。各部分作用：MA1、MA2为第一级差分放大，MA6为第二级放大，MA5、MA7从带隙部分偏置电流分配给放大部分MOS管。Cc为密勒电容，将主次极点分离，也可增大相位裕度。

　　图3. 3 二级Miller补偿CMOS运算放大器

　　直流开环电压增益：

　　(3.12)

　　单位增益带宽：

　　(3.13)

　　根据电流的关系，确定各个MOS管的宽长比。放大器的偏置电流来自于带隙部分的输出电流，由式(3.10)可知，偏置部分得到的电流为2.8u，为了减小功耗，取流过MA5的电流为偏置电流2倍，即MA5的尺寸为M1两倍，而MA7为M1尺寸的8倍以上。放大器的具体参数见表3.1，宽长比单位um。

　　表3.1 二级运放器件参数

　　M1 0.92/0.5 M5 1.84/0.5 M2 0.92/0.5 M6 4/0.5 M3 0.48/1 M7 7.36/0.5 M4 0.48/1 Cc 1p

　　3. 自启动电路

　　只要运放的开环增益足够高，输出电压就相对独立于电源电压。但是，如果Vx和Vy均等于零时电路进入简并状态，电路将永远无法工作，所以必须增加自启动电路去除简并状态。如图3.4所示，由三个MOS管形成开启电路。

　　图3. 4 启动电路

　　工作原理：由于PMOS管MSA的栅极接地，所以MSA始终导通，这样使得S点电平升高，S也是MSB管的栅极，因此MSB管导通，它的漏极（即启动点）电平降低，这样如果启动点为PMOS栅极，该PMOS管就导通了，电路可以开始工作。后还必须使MSB脱离，当电路开始正常工作时，MSC管开启，这样就再次使S节点电平下降，MSB管由此关断，脱离了启动部分。由于MSA常导通，对于功耗是一种浪费，所以要使流过MSA的电流尽量小，可以设计的时候使MSA的W小于L，具体还需经过仿真来验证。

　　终参数：WSA=0.22u LSA=10u; WSB=0.5u LSB=0.5u; WSC=0.5u LSC=0.5u 哪里有射频培训机构