運(yùn)算放大器仿真設(shè)計(jì)

（1）共模抑制比（CMRR）：運(yùn)放的共模抑制比等于其差模電壓增益減去共模電壓增益。

CMRR=42dB-1.9dB=40.1dB

其差模電壓增益為：

其共模電壓增益為：

（2）轉(zhuǎn)換速率：是分析運(yùn)放在大信號(hào)作用下的反應(yīng)速度。仿真運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率可將運(yùn)放的輸出端和反相輸入端相連構(gòu)成單位增益結(jié)構(gòu)。運(yùn)放的同相輸入端輸入2~3V的階躍信號(hào)，利用仿真軟件對該電路的瞬態(tài)特性進(jìn)行仿真。在輸出上升曲線的10％和90％處，其電壓之差比上對應(yīng)的瞬態(tài)時(shí)間只差，單位為V/μs。

（3）靜態(tài)功耗：是當(dāng)運(yùn)放在輸入平衡狀態(tài)下電路消耗的總電流和總電壓的乘積。在電源電壓5V，運(yùn)放的兩輸入端輸入共模電壓2.5V時(shí)，運(yùn)放各支路的靜態(tài)電流之和為2.4284mA，運(yùn)放的靜態(tài)功耗為12.142mW。

DC ANALYSIS - temperature=25.0

v(in1) = 2.5000e+000

v(in2) = 2.5000e+000

v(out) = 4.9550e+000

v(vbias) = 8.0000e-001

v(Vdd) = 5.0000e+000

v(vf1) = 4.2254e+000

v(vm1) = 4.2254e+000

v(vn1) = 1.4581e+000

i(vbias) = 0.0000e+000

i(Vdd) = -9.1782e-007

i(vin1) = 0.0000e+000

i(vin2) = 0.0000e+000

v(out) = 4.9550e+000

（4）小信號(hào)相頻和幅頻特性：運(yùn)放的小信號(hào)相頻和幅頻特性是仿真運(yùn)放的開環(huán)小信號(hào)放大倍數(shù)及其相位隨頻率的變化趨勢，從而得到運(yùn)放的相位裕度和單位增益帶寬指標(biāo)，并進(jìn)一步鑒別運(yùn)放的放大能力、穩(wěn)定性和工作帶寬。運(yùn)放的輸出端接2pF的負(fù)載電容，電源電壓為5V，共模輸入電壓為2V，運(yùn)放采用RC補(bǔ)償，在滿足單位增益帶寬的同時(shí)，能很好地調(diào)節(jié)相位裕度。通過交流小信號(hào)分析，可以得到運(yùn)放的小信號(hào)相頻和幅頻特性。

運(yùn)放的低頻開環(huán)增益為：42dB

單位增益帶寬為：60KHz

相位裕度為：160度

（5）輸出電壓擺幅特性：運(yùn)放的輸出電壓擺幅特性是仿真運(yùn)放的輸出電壓最大值和最小值。組建的反相比例放大器增益為10.正輸入端接2.0V的直流電壓，Vin輸入端加0~5V的直流掃描電壓，經(jīng)仿真得到運(yùn)放輸出電壓擺幅特性。

in2為同相輸入端，運(yùn)放的輸出邏輯擺幅為0~5V

（6）共模輸入范圍：運(yùn)放的共模輸入范圍可通過觀測運(yùn)放的輸入-輸出跟隨跟隨特性來獲得。運(yùn)放的電源為5V，將運(yùn)放的反相端（IN1）和輸出相連，構(gòu)成緩沖器；同相端（IN2）加直流掃描0~5V，經(jīng)仿真得到運(yùn)放輸入-輸出跟隨特性。

輸入共模電壓范圍為0~4.98V

（7）輸入失調(diào)電壓仿真：由實(shí)際制造過程中引起的差分對管尺寸失配引起。通過仿真運(yùn)算的直流傳輸特性可測量其輸入失調(diào)電壓。運(yùn)放的電源電壓為5V，在開環(huán)狀態(tài)下，其反向端（IN1）接2.5V直流電壓，同相端（IN2）加0~5V直流掃描電壓，做DC仿真得到運(yùn)放的直流傳輸特性。

輸入失調(diào)電壓：0.3mV