67、超低功耗、高增益两级 CMOS 运算放大器设计与在线社交网络安全问题解析

超低功耗、高增益两级 CMOS 运算放大器设计与在线社交网络安全问题解析

超低功耗、高增益两级 CMOS 运算放大器设计

在当今的电子领域，无论是工业界还是学术界，都在积极探索新的电路技术，以实现更低电压下的高效运行。对于高性能的集成电子系统，如 A/D 转换器、开关电容滤波器、射频调制器和音频系统等，都对具有高单位增益带宽和大动态范围的 CMOS 运算放大器有着迫切需求。而生物医学应用则通常需要高增益、高摆幅且超低功耗的放大器，同时要求其占用最小的芯片面积。这就使得运算放大器的设计在低功耗、短沟道器件应用中面临着新的挑战。

电路拓扑选择

不同的运算放大器拓扑结构各有其独特的性能特点。通过对各种拓扑结构的性能进行比较（如下表所示），可以发现两级放大器最符合设计要求。在两级运算放大器中，第一级提供高增益，第二级提供高输出摆幅。
| 拓扑结构 | 增益 | 输出摆幅 | 速度 | 功耗 | 噪声 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 套筒式 | 中等 | 中等 | 最高 | 低 | 低 |
| 折叠共源共栅 | 中等 | 中等 | 高 | 中等 | 中等 |
| 两级 | 高 | 最高 | 低 | 中等 | 低 |
| 增益提升 | 高 | 中等 | 中等 | 高 | 中等 |

传统右半平面零点控制与改进补偿技术

右半平面（RHP）零点会导致运算放大器出现不稳定问题，因为它会增大幅值但使相位滞后。解决这个问题的方法之一是消除通往输出的其中一条路径。RHP 零点对运算放大器稳定性或相位裕度的影响如图所示。