基本两级运放分析与仿真.docx
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基本两级运放分析与仿真
基本两级运放分析与仿真
分析下图所示两级运放大的指标：
偏置电流与功耗、开环增益、GBW与相位裕度、压摆率、SwingRange、噪声、工艺corner分析、温度特性分析等
vdd
建立该放大器的网表文件存储在文件：
中网表文件：
*subcktopa.paramrzv=1kccv=1pclv=1p.subcktopavipvinvo0vddml11vddvddPENHw=12ul=2um=2m2vo11vddvddPENHw=12ul=2um=2m3vovo1vddvddPENHw=12ul=0.6um=8mu11vin20NENHw=12ul=2um=2mu2vo1vip20NENHw=12ul=2um=2mu32vb00NENHw=12ul=6um=1mu4vovb00NENHw=12ul=6um=8mu5vbvb00NENHw=12ul=6um=1rbvddvb100krzvo13rzvcc3voccvclvo0clvcbvb010p
.ends
1.工作点分析
由仿真结果查得电路的功耗是多少？
各个mos管的工作区域，以及MOSf
的漏极电流为多少？
该放大器的偏置电流为多少？
网表如下：
*opafivea.sp
.optionspost=2
.lib7home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'TT
.include"/home/fzu/example/zuoye/opa.net"
xa1vipvinvo0vddopa
vddvdd05
vin1vin0dc2.4876
vip1vip0dc2.4876ac10
.op
.end
（1）电路的功耗:
subckt
element
0:
vdd
0:
vinl
0:
vipl
volt吕
5.0000
2.4876
2.4S76
current
-357.9266u
0.
0.
power
1.7&96m
0.
0.
■st蓝盍盖
T/cilt:
agesources
电路功耗为1.7896mW
（2）各个mos管的工作区域,MOS管的漏极电流,以及放大器的偏置电流:
aubckt
xal
xal
xal
xal
element
1：
ml
1
1：
m3
1：
mul
1：
mu2
1：
rau3
model
0:
penh
0:
penh
0:
penh
O:
nenh
0:
nenh
0:
nenh
region
Sarurati
Sarurati
Sarurati
Sarurati
Saturati
Saturati
id
-17.2O45U
-17.2O45U
-?
S8.8356u
17.2O45U
17.2O45U
34.4089U
subckt
xal
xal
element
l:
mu4
1;
model
0:
nenh
0:
nenli
region
SaturatiSaturati
id
2S0.8355U34,6021u
2.直流分析
仿真该运放的输入输出特性曲线，求小信号增益、输出摆幅（outputswingrange）
网表如下：
*opafiveb.sp
.optionspost=2
.lib7home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'TT.inelude"/home/fzu/example/zuoye/opa.net"xa1vipvinvo0vddopa
vddvdd05
vin1vin0dc2.4876
vip1vip0dc2.4876ac10
.dcvip12.4842.4910.0001
.end
（1）输入输出特性曲线、小信号增益
（2）输出摆幅
由输入输出特性曲线图可得输出摆幅为：
4.9112V-0.01057V=4.90063V
3.交流分析
（调整管子尺寸使运放的增益大于60dB,调整补偿电容使相位裕度大于60）①在没有补偿电阻（Rz）,补偿电容（Cc）为1pf的条件下求该放大器单位增
益带宽（GW/B相位裕度；
网表如下：
*opafivec.sp
.optionspost=2
.lib7home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'TT
.include"/home/fzu/example/zuoye/opa.net"
.paramrzv=0
xa1vipvinvo0vddopavddvdd05
vin1vin0dc2.4876
vip1vip0dc2.4876ac10
.acdec100100200meg
.printacvdb（vo）vp（vo）
.end
SHCFFxpIfflFr^n-Kinn7HC-.ICn^iljhi"z呼nInr.P^ip^nalhi■叭y
■M"S-HWViHJ?
«I*^|HW的HMWIM3SiI:
I--Fi**JM¥T**iR+1"iLI!
:
I'M*!
*
WYV^iM+]>iMPW3*i>*A,WV^jlH*E壬,b«Vr>iW4?
VVWi*国tawjR
[d£de:
*|.JR,jhmuhMnJrrij讥■皿摯>|呼SR匚EEv加百Vimns2DC序呼
由上图有，该放大器单位增益带宽（GWB为：
23.44229MHz,
相位裕度为：
180-110.3815=79.6185
②分析没有补偿电阻，补偿电容在（0~5pf）变化的时候对GWB口相位裕度
的影响；
网表如下：
*opafivec.sp
.optionspost=2
.lib7home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'TT
.include"/home/fzu/example/zuoye/opa.net"
.paramrzv=0
xa1vipvinvo0vddopa
vddvdd05
vin1vin0dc2.4876
vip1vip0dc2.4876ac10
.acdec10010200megsweepccv05p0.5p
.printacvdb（vo）vp（vo）
.end
:
*|在“口.巾w章他卫hui.、jB?
SF1C£ExdniVrn』母hu"
List文件截图:
ccv=0pf
ccv=0.5pf
165.958693（
48.2706m
161.8799
|42.65795X
93-S095m
-122.3574
ccv=1pf
ccv=1.5pf
23.44229X
1.1939m
-110.3fi27
15.84893x
8jD.7018m
-105.5736
ccv=2pf
ccv=2.5pf
12022fi4K
«5.9371m
-IDS.1933
9.5499SX
175.8782m
-101.5&22
ccv=3pf
ccv=3.5pf
&.12831X
20.4489m
-100.S029
6.91&31X
102.5128m
-99.9992
ccv=4pf
ccv=4.5pf
6.0256QX
155.0402m
-99.4129
5.37032X
144.4577m
-99.015S
ccv=5pf
4.B9779x
37.0887m
-98.7967
由上知随着电容增大，单位增益带宽减小，相位裕度增大
③分析补偿电阻在（0~2K变化，补偿电容为1pf的时候对GWB口相位裕度的影响。
网表如下：
*opafivec.sp
.optionspost=2
.lib7home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'TT
.include"/home/fzu/example/zuoye/opa.net"
xa1vipvinvo0vddopa
vddvdd05
vin1vin0dc2.4876
vip1vip0dc2.4876ac10
.acdec1001k200megsweeprzv02k0.2k
.printacvdb（vo）vp（vo）
.end
:
*|』［LEirffecNwiLal|匚『hjrwuTruiKaJgTij讥叫■如洛＞|毀SR匚EExp4uwVunns20C曲堰
List文件截图：
rzv=Okrzv=0.2k
23.44229X
1,1935m
-110.3827
22.90S68X
191,4556m
-108,3423
rzv=0.4k
rzv=0.6k
22.9086&X
180.7743m
-106.7546
22.9D868X
177.2439m
-105.1634
rzv=0.8k
rzv=1k
22.90B68X
180a8920m
-103.5714
22.90a68x
191.7123m
-101.9814
rzv=1.2k
rzv=1.4k
23l44229x
3・3645jw
-100.6337
23.44229X
29.5362m
-99.0198
rzv=1.6k
rzv=1.8k
23.44229X
62.9624m
-97.4165
23.44229X
103.4B64ffl
-95.8264
rzv=2k
23.44229X150,9187m-94.2522
由上知随着电阻增大，单位增益带宽变化不大，稍微有点增大，相位裕度增大
4.噪声分析：
对放大器的输出节点做噪声分析，给出分析的结果网表如下：
*opafived.sp
.optionspost=2
.lib7home/fzu/hspice/models/cz6h_v28.lib'TT
.include"/home/fzu/example/zuoye/opa.net"
xa1vipvinvo0vddopavddvdd05
vin1vin0dc2.4876
vip1vip0dc2.4876ac10
.acdec10101g
.noisev（vo）vip120
.end
List文件截图：
⑴f=10Hz
"*氐totaloutputnoisevoltage
transferfunct
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