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美國穆格MOOG放大器*

美國穆格MOOG運(yùn)算放大器是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的一個zui通用、zui重要的的單元。全差分運(yùn)放是指輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入和輸出都是差分信號的運(yùn)放, 與普通的單端輸出運(yùn)放相比有以下幾個優(yōu)點(diǎn): 輸出的電壓擺幅較大;較好的抑制共模噪聲;更低的噪聲;抑制諧波失真的偶數(shù)階項(xiàng)比較好等。因此通常高性能的運(yùn)放多采用全差分形式。近年來,全差分運(yùn)放更高的單位增益帶寬頻率及更大的輸出擺幅使得它在高速和低壓電路中的應(yīng)用更加廣泛。隨著日益增加的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率, 高速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器需求越來越廣泛, 而高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要高增益和高單位增益帶寬運(yùn)放來滿足系統(tǒng)精度和快速建立的需要。

速度和精度是模擬電路兩個zui重要的性能指標(biāo),然而,這兩者的要求是互相制約、互為矛盾的。所以同時滿足這兩方面的要求是困難的。折疊共源共柵技術(shù)可以較成功地解決這一難題, 這種結(jié)構(gòu)的運(yùn)放具有較高的開環(huán)增益及很高的單位增益帶寬。全差分運(yùn)放的缺點(diǎn)是它外部反饋環(huán)的共模環(huán)路增益很小, 輸出共模電平不能精確確定,因此,一般情況下需加共模反饋電路。

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運(yùn)放結(jié)構(gòu)的選擇美國穆格MOOG運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)重要有三種:(a) 簡單兩級運(yùn)放,(b)折疊共源共柵,(c)共源共柵,如圖1 的前級所示。本次設(shè)計的運(yùn)算放大器的設(shè)計指標(biāo)要求差分輸出幅度為±4V, 即輸出端的所有NMOS 管的VDSAT,N 之和小于0.5V,輸出端的所有PMOS 管的VDSAT,P 之和也必須小于0.5V[1]  。主運(yùn)放結(jié)構(gòu)美國穆格MOOG該運(yùn)算放大器存在兩級:(1)Cascode 級增大直流增益(M1-M8)；(2)、共源放大器(M9-M12  。
共模負(fù)反饋對于全差分運(yùn)放, 為了穩(wěn)定輸出共模電壓,應(yīng)加首*首*首*首*首*首先進(jìn)入共模負(fù)反饋電路。在設(shè)計輸出平衡的全差分美國穆格MOOG運(yùn)算放大器的時候,必須考慮到以下幾點(diǎn):共模負(fù)反饋的開環(huán)直流增益要求足夠大,能夠于差分開環(huán)直流增益相當(dāng);共模負(fù)反饋的單位增益帶寬也要求足夠大,接近差分單位增益帶寬;為了確保共模負(fù)反饋的穩(wěn)定, 一般情況下要求進(jìn)預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行共?；芈费a(bǔ)償;共模信號監(jiān)測器要求具有很好的線性特性;共模負(fù)反饋與差模信號無關(guān), 即使差模信號通路是關(guān)斷的。該運(yùn)算放大采用連續(xù)時間方式來實(shí)現(xiàn)共模負(fù)反饋功能。

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該結(jié)構(gòu)共用了美國穆格MOOG共模放大器和差模放大器的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入級中電流鏡及輸出負(fù)載。這樣,一方面降低了功耗; 另一方面保證共模美國穆格MOOG放大器與差模放大器在交流特性上保持*。因?yàn)楣材７糯笃鞯妮敵黾壟c差模放大器的輸出級可以*共用,電容補(bǔ)償電路也一樣。只要差模放大器頻率特性是穩(wěn)定的,則共模負(fù)反饋也是穩(wěn)定的。這種共模負(fù)反饋電路使得全差分運(yùn)算放大器可以像單端輸出的運(yùn)算放大器一樣設(shè)計, 而不用考慮共模負(fù)反饋電路對全差分放大器的影響。電壓偏置電路:寬擺幅電流在共源共柵輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入級中需要三個電壓偏置,為了使得輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入級的動態(tài)范圍大一些,寬擺幅電流源來產(chǎn)生所需要的三個偏置電壓
下面對不同特性的集成美國穆格MOOG運(yùn)算放大器進(jìn)預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)*要*預(yù)先進(jìn)要先進(jìn)行介紹。通用型集成美國穆格MOOG運(yùn)算放大器是指它的技術(shù)參數(shù)比較適中，可滿足大多數(shù)情況下的使用要求。通用型集成運(yùn)算放大器又分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型屬低增益運(yùn)算放大器，Ⅱ型屬中增益運(yùn)算放大器，Ⅲ型為高增益運(yùn)算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的產(chǎn)品，其輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入失調(diào)電壓在2mV左右，開環(huán)增益一般大于80dB。
高精度集成美國穆格MOOG運(yùn)算放大器是指那些失調(diào)電壓小，溫度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的運(yùn)算放大器。這類運(yùn)算放大器的噪聲也比較小。其中單片高精度集成運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓可小到幾微伏，溫度漂移小到幾十微伏每攝氏度。
高速型集成運(yùn)算美國穆格MOOG放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)換速率很大，有的可達(dá)2~3kV/μS。高輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入阻抗集成運(yùn)算放大器的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入阻抗十分大，輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入電流非常小。這類運(yùn)算放大器的輸首*首*首*首*首*首先進(jìn)入級往往采低功耗集成運(yùn)算放大器工作時的電流非常小，電源電壓也很低，整個運(yùn)算放大器的功耗僅為幾十微瓦。這類集成運(yùn)算美國穆格MOOG放大器多用于便攜式電子產(chǎn)品中。寬頻帶集成運(yùn)算美國穆格MOOG放大器的頻帶很寬，其單位增益帶寬可達(dá)千兆赫以上，往往用于寬頻帶放大電路中。