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在设计套筒式共源共栅主运放时,首先根据大输出摆幅的要求,分配过驱动电压Vod并设置静态工作点。由图可得:Vout,max=Vdd-(|Vod7|+|Vod5|),Vout,min=Vod9+Vod1+Vod3,设输出摆幅为1.5V,则|Vod7|+|Vod5|+Vod9+Vod1+Vod3=3.3-1.5=1.8V,由于p管M7、M5的迁移率低,给它们均分配0.45V的过驱动电压,剩余的平均分配给M9、M1、M3各0.3V。再由阀值电压公式Vgs=Vt+Vod知:允许的小输入共模电平等于Vgs1+Vod9=1V,VB1的小值为Vgs3+Vod1+Vod9=1.3V,Vod5的大值为:VDD-(|Vgs5|+|Vod7|)=1.6V。因此,综合考虑合理设置其偏置电压VB4、VIN、VG3、VG5、VB1分别为:0.8V、1.2V、1.79V、1.6V、2.21V。
在进行电路设计时,首先需要手工估算宽长比W/L,这可以根据CMOS管饱和电流公式IDS=Kn(W/L)(VGS-VTN)2(1+lVDS)得到,式中器件跨导参数Kn=UnCox,l=,其中Cox为单位面积的氧化层电容,N为衬底掺杂浓度,Un为n沟道器件的表面迁移率。同理可计算P管参数。
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