用有源负载，我们知道在集成电路中，不能使用过大的电阻，而且也就是说增大，直流功耗也增大，对电源电压的要求也会提高。因此的增加受到取值的限制。图差分对，就是个差分对。以上就是差动放大器这部分图其中为第级提供恒定偏置电流。在模拟中，恒流源是使用得最多的种单元格，使用恒流源不但符合在中多用有源器件的原则，而且恒流源作偏置电路还具有工作点对温度和电源电压变化不敏感的优点。恒流源作放大器的负载时增益很高，输出的动态范围大。就是个简单的输入管，严格来说他更多是承担个稳定基极电流，是的偏置电流更稳定。图输出级放大电路由组成。为共源放大器，为其提供恒定偏置电流同时作为第二级输出负载。相位补偿电路由构成，作为密勒补偿电容。此外从电流与电压转换角度对电路进行分析也许更便于理解。和为第级差分输入跨导级，将差分输入电压转换为差分电流。和为第级负载，将差模电流恢复为差模电压，为第二级跨导级，将差分电压信号转换为电流，而再将此电流信号转换为电压输出。小结本章介绍了运放的基本原理并对各个部分进行了简单分析。还简单介绍了两级运放的优点。第章运算放大器的仿真概述仿真是运放设计的项重要内容，运放的仿真与运放的应用环境是不可分割的，在仿真之前定要首先确定运放的实际负载，包括电阻电容负载，还应包括电流源负载，只有负载确定之后，仿真出的结果才是有意义的不同的应用场合对运放的性能指标要求也不样，并不需要在任何时候都要将运放的所有指标都进行仿真，所以，在仿真之前要明确应该要仿真运放的哪几项指标，哪几项指标是可以不仿真的。在仿真时，要对不同的指标分别建立仿真电路，这样有利于电路的检查分析是获得电路性能指标信息的种手段，它需要些相关的条件来支持，当我们忽略了条件或根本没有弄清还有哪些条件时，分析的结果就可能与实际情况不致，导致的发生。瞬态仿真则是反映出电路工作的现象，只有瞬态仿真通过，才能说明电路具备了相应的能力。如我们在仿真运放的频率特性时，所设计的仿真电路是建立在输入源的输出电阻为零或很小的基础之上，此时仿真出的运放稳定性很好，但如果实际电路前级的输出电阻不为零此时应考虑运放输入级的寄生电容，这时，在做实际电路的瞬态仿真时，会发现输出有较大的过冲，瞬态仿真必不可少,而且，每个分析结果都可以用瞬态仿真加以验证。运算放大器技术指标总表表运算放大器技术指标总表参数类别符号参数名称单位直流电源电流正向跨导线性输入范围跨导与偏置电流的比值共模输入范围输入失调电压输入失调电压温度系数输出峰峰电流输出峰峰电压交流开环增益单位增益带宽相位裕度电源电压抑制比共模抑制比差模输入电阻输出电阻转换速率瞬态建立时间总谐波失真全功率带宽极限电源电压允许功耗差模输入电压范围偏置端直流输入电压仿真数据图管电流管电流与与输入共模电压变化的关系运算放大器采用如图所示的单位增益结构来仿真运放的输入共模电压范围，即把运放的输出端和反相输入端相连，同时输入端加直流扫描电压，从负电流扫描到正电源。得到的仿真结果如图所示利用管的极性相反来判断放大器的同相端与反相端图测量共模输入范围的原理图图测量共模输入范围的电路图运放的输入共模电压范围在单位增益结构中，传输曲线的线性受到限制。若采用高增益结构，传输曲线的线性部分与放大器输出电压摆幅致，图为反相增益为的结构，通过的电流会对输出电压摆幅产生很大的影响，图为输出电压范围。图测量输出电压范围的原理图图测量输出电压范围的电路图图输出电压的范围相位裕度是电路设计中的个非常重要的指标，用于衡量负反馈系统的稳定性，并能用来预测闭环系统阶跃相应的过冲，定义为运放增益的相位在增益交点频率时增益幅值等的频率点位增益交点，与相位的差值。图测量增益与相位裕度的原理图图运放的交流小信号分析从图中看出，相位裕度，增益，增益指标未达到，单位增益带宽仅有左右。因为在实际使用中的电源也含有纹波，在运算放大器的输出中引入很大的噪声，为了有效抑制电源噪声对输出信号的影响，需要了解电源上的噪声是如何体现在运算放大器的输出端的。把从运放输入到输出的差模增益除以差模输入为时电源纹波到输出的增益定义为运算放大器的电源抑制比，式中的，指电压源和输入电压的交流小信号为，而不是指它们的直流电平。需要扩散区或有源区是同时被确定的。掩膜用于创建注入区，它可以通过使用型注入而使扩散区成为型区。以上四种类型的层结合起来使用，就可以创建晶体管器件电阻电容以及互连。运放版图差动放大器版图这里我们主要介绍差动放大器的版图。差动放大器要求很好的对称性和匹配性。而此差动管又是由两个管子构成的。所以我在这里使用了四方交叉的方式来画着两个管子。四方交叉非常适合用于两个管子需要高度对称的情况。我们将每个管子分为二，然后把他们按通过共心点的对角线方向布置。每条对角线方向上的两个半并联了起来，所以这两半合在起就像个器件那样工作。四方交叉看起来就像是个四方盒子。这技术之所以称为四方交叉是因为它由四个部分，并且相互交叉放置。共心技术对减少在集成电路中存在的热或工艺的线性梯度影响非常有效。图差动放大器版图运放总版图图运放总版图小结本节主要介绍了的使用方法，使大家对有个初步的了解。最后介绍了运放的最终版图。通过这章的学习，我们应该能够使用绘制简单的电路版图。第章总结集成电路是种将路和管紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管，场效应管，二极管，电阻和电容等元件及他们之间的连线所组成的完整电路制作在起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算，故被称为集成运算放大电路，简称集成运放。而集成运算放大电路即为采用工艺制造而成的集成运放。集成运放电路由四部分组成，包括输入级，输出级，中间级和偏置电路。输入级又称为前置级，它往往是个双端输入的高性能差分放大电路。般要求其输入电阻高，差模放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小。输入级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数。输出级应具有电压线性范围宽，输出电阻小即带负载能力强，非线性失真小等特点。中间级是整个放大电路的主放大器，其作用是使集成运放具有较强的放大能力，多采用共射或共源放大电路，般以恒流源作为负载。偏置电路用于设置集成运放各放大电路的静态工作点，集成运放多采用电流源电路为各级提供合适的静态工作电流，从而确定了合适的静态工作点。在绘制版图时，首先，需要对电路无论是电气方面还是在物理方面都有个全面的了解。了解电路应当怎样才能达到电气要求，将使我们能正确的选择采用什么样的尺寸和版图技术。第二，需要对电路的制造过程非常熟悉即对在工艺中如何制造每个部件及如何用它们了如指掌。此外，应当把电路图的数据库看作是芯片设计文件的主要来源。这样才能使我们再版图的绘制中减少重复性的工作。使我们的版图设计更加出色。本文依据基本集成运算放大电路的设计指标及电路特点，绘制了基本电路图，用进行仿真模拟，从模拟的结果中推导出各个参量和其决定因素之间的关系，从而确定出符合设计指标所的版图几何尺寸以及工艺参数，建立出从性能指标到版图设计的优化路径。运算放大器的版图设计，是模拟集成电路版图设计的典型，利用对设计初稿加以模拟，然后对不符合设计目标的参数加以修改，重复这过程，最终得到优化设计方案。最后根据参数尺寸等完成了放大器的版图设计以及版图的验证。参考文献集成电路版图基础实用指南李伟华，孙伟峰，译北京清华大学出版社，集成电路掩模设计基础版图设计周润德，金申美，译北京清华大学出版社，模拟电路版图的艺术第二版张为等，译北京电子工业出版社，吴建辉模拟集成电路分析与设计电子工业出版社姜岩峰现代集成电路版图设计北京化学工业出版社陈中建电路设计布局与仿真北京机械工业出版社廖欲评，陆瑞强集成电路设计与布局实战指导北京科学技术出版社王自强集成放大器设计国防工业出版社致谢词历时将近三个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师老师，在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢,导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢,感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正,注意的是，电路仿真是，认为管都是完全致的。没有考虑制造时管的失陪情况，因此仿真得到的都要比实际测量时好，因此在设计时要留有余量。图测量电源抑制比的原理图图正的测试结果图负的测试结果我们可以计算出低频下正电源抑制比为，负电源抑制比为为。转换速率是指输出电压变化的极限，它由所能提供的对电容充放电的最大电流决定般来说，摆率不受输出级限制，而是由第集的源漏电流容量决定。建立时间是运算放大器受到小信号激励时输出达到稳定值在预定的荣差范围内所需的时间，较长的建立时间意味着模拟信号处理速率将降低。为了测量转换速率和建立时间，将运算放大器输出端与反相输入端相连，如图所示，输出端接电容，同相输入端加高低电平分别为和，周期为无时间延迟的方波脉冲。因为单位增益结构的反馈最大，从而导致最大的环路增益，所以能用做最坏情况