如何设计CMOS运放？超详细设计过程，看完必会！

[导读]本文中，小编将对CMOS运放设计予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

本文中，小编将对CMOS 运放设计予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、CMOS运放

CMOS运放是一种常用的运算放大器，具有其独特的特性和应用。CMOS运放的主要特点包括：

开环输出阻抗：CMOS运放的开环输出阻抗相对复杂，与带宽和静态电流等因素密切相关。不同型号的CMOS运放在开环输出阻抗上存在显著差异。此外，即使是同一型号的运放，由于输出负载吸取的直流电流不同，其开环输出阻抗也会有所不同。幸运的是，运放的负反馈机制可以帮助解决这些问题。

相位裕度：相位裕度是判断运放负反馈稳定性的重要指标。它涉及到运放在负反馈状态下的增益与频率的三条曲线：开环增益Aol、闭环增益1/β、环路增益Aol*β（简写为Aβ）。这三条曲线的相位与运放负反馈的稳定性密切相关，特别是环路增益Aβ曲线的相位是否在距离相移180°还存在45°的相位裕度，这是判断稳定性的标准。

二、双端输入单端输出CMOS运放设计实例

1.运算放大器性能指标

2.性能指标到电路参数指标之间的转化和分析

（1）直流增益和电路结构

由于设计的运算放大器的电压增益在 100dB 以上，因此通过前面各种电路结构的分析，可以选择折叠式共源共栅电路和一个简单放大器级联的结构来设计所需的电路。这样可以保证在较高的增益下，保证其他参数的实现。电路结构如图6- 19所示。

（2）频率补偿，相位裕度和补偿电容大小安排

在两级放大器级联运放结构中，在两级放大器的输出端都有可能产生较低频的极点，因此需要频率补偿。通常频率补偿的方式是采用米勒补偿或带调零点电阻的米勒补偿。

（3）摆率 SR>5V/μs

所谓摆率是指各级电路对其负载电容的最大驱动能力。对于第一级放大器:

考虑到过小的电流导致如果需要得到较大的 gm 时，需要更大的 MOS 管宽长比值。我们由此可以将指标规定的100μA 电流分配到两级放大器中，一种比较合理的分配方法是第一级放大器分配 40μA，第二级放大器分配40μA，剩下20μA 作为余量备用。在第一级放大器中，分配给 M1,M2 差分对管各10μA 电流，M7~M12 管各10μA 电流，M4, M5 电流源分配20μA电流。