术语百科 电路模块 运算放大器
电路模块

运算放大器

Op-Amp

高增益差分放大器,是模拟电路的基本构建模块。

详细解释

运算放大器(Operational Amplifier)是模拟集成电路的核心。常见架构:单级(共源共栅)、两级(带密勒补偿)、折叠共源共栅、增益自举(Gain Boosting)。关键指标:开环增益、带宽(GBW)、相位裕度(PM)、压摆率(SR)、输入失调(Offset)、CMRR、PSRR。

工作原理

两级运放:第一级提供高增益(差分对+有源负载),第二级提供大摆幅(共源级)。密勒补偿电容Cc在第二级输入和输出之间,利用密勒效应等效大电容,降低主极点频率,实现频率补偿。GBW = gm1/(2π·Cc)。

版图设计要点

输入差分对严格共质心匹配;2. 电流镜负载匹配;3. 补偿电容用MIM精度高;4. 第一级和第二级之间加Guard Ring隔离;5. 电源线用宽金属降低IR Drop;6. 输出级靠近Pad减少寄生。

典型用途

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信号放大(传感器前端)

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有源滤波器(低通/高通/带通)

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电压跟随器(缓冲器)

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仪表放大器(医疗ECG)

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比较器(开环使用)

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积分器/微分器

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DAC输出缓冲