隨著便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展，集成電路電源電壓不斷降低，這就對(duì)模擬電路的設(shè)計(jì)提出了巨大的挑戰(zhàn)。電源電壓的降低直接降低了運(yùn)算放大器的動(dòng)態(tài)范圍，影響其應(yīng)用，因此如何提高運(yùn)算放大器的共模范圍成為研究的熱點(diǎn)。 本文在深入了解國(guó)內(nèi)外軌到軌運(yùn)放研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，研究了各種軌到軌恒跨導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)方法，如電流控制法、電壓控制法、寬長(zhǎng)比控制法、非匹配模式、背柵驅(qū)動(dòng)法，以及上述方法的具體電路形式，討論了各種恒跨導(dǎo)電路的優(yōu)缺點(diǎn);研究了運(yùn)算放大器的輸出級(jí)電路，重點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)軌到軌輸出、低失真的AB類輸出結(jié)構(gòu)，包括前饋型和反饋型AB類輸出結(jié)構(gòu)的工作原理、實(shí)現(xiàn)電路和電路優(yōu)缺點(diǎn)。 本文設(shè)計(jì)了一種前饋型軌到軌恒跨導(dǎo)恒增益的運(yùn)算放大器。輸入級(jí)采用一倍電流鏡控制的互補(bǔ)差分對(duì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軌到軌和恒跨導(dǎo)性能，通過分析運(yùn)放電壓增益隨共模電平變化的原因，設(shè)計(jì)了恒增益控制模塊，采用前饋型工作原理，可以根據(jù)共模電平的范圍來開啟或者關(guān)閉附加電流源，穩(wěn)定輸出級(jí)的輸出電阻，實(shí)現(xiàn)運(yùn)放的電壓增益保持恒定;運(yùn)放輸出級(jí)采用前饋型AB類電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算放大器的軌到軌和低失真輸出，提高了運(yùn)放的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。 基于Chartered 0.35？ m Embedded EEPROM工藝，采用Cadence Spectre工具進(jìn)行了仿真，在電源電壓3.3V、電阻負(fù)載為200K、電容負(fù)載為20pF的情況下，運(yùn)放在整個(gè)共模范圍內(nèi)總跨導(dǎo)變化僅2%，電壓增益變化僅為1.5%，直流開環(huán)增益為120dB，增益帶寬積為7.8MHz，相位裕度為60.9°，功耗為4.99mW。本運(yùn)算放大器可望用于移動(dòng)通訊、個(gè)人數(shù)字助理、便攜式音響系統(tǒng)、電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等產(chǎn)品中。