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从零设计一个运算放大器

📚 共计 30 章节

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运算放大器概述

什么是运放、理想运放模型、运放的符号与引脚、开环增益、输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比、电源抑制比、带宽、压摆率。

半导体物理基础

PN结原理、双极型晶体管（BJT）工作原理、场效应晶体管（MOSFET）工作原理、MOSFET的I-V特性曲线。

单级放大器设计（共源极）

共源极放大器拓扑、小信号模型分析、增益与带宽计算、负载类型对性能的影响（电阻负载、电流源负载、二极管连接负载）。

放大器小信号

单级放大器设计（共漏极与共栅极）

共漏极（源极跟随器）分析与设计、共栅极放大器分析与设计、三种基本组态的比较与选择。

差分放大器基础

差分对的基本结构、差模与共模分析、尾电流源的作用、差分放大器的增益计算。

差分放大器进阶

有源负载差分放大器、共模反馈（CMFB）概念、失调电压与噪声分析。

有源负载CMFB

电流源与电流镜

基本电流镜、共源共栅电流镜、Wilson电流镜、带隙基准源简介。

频率响应基础

波特图入门、单极点系统的频率响应、密勒效应、零点的产生与影响。

频率波特图

运算放大器的频率补偿

相位裕度与稳定性、密勒补偿技术、两级运放的频率补偿、零点抵消技术。

补偿稳定性

两级运算放大器设计（一）

拓扑结构选择、偏置电路设计、第一级（差分输入级）设计。

设计输入级

两级运算放大器设计（二）

第二级（共源输出级）设计、频率补偿网络设计、整体电路仿真。

输出级仿真

两级运算放大器设计（三）

版图规划、寄生参数提取、后仿真验证、设计迭代。

折叠共源共栅运算放大器

折叠共源共栅拓扑、优点与缺点分析、设计流程与仿真。

折叠共源共栅

轨到轨运算放大器

轨到轨输入级设计、轨到轨输出级设计、恒定跨导技术。

轨到轨输入级

低功耗运算放大器设计

亚阈值区设计技术、电流复用技术、电源管理策略。

低功耗亚阈值

低噪声运算放大器设计

噪声源分析、低噪声设计技术、斩波稳定技术。

低噪声斩波

高速运算放大器设计

大信号带宽与压摆率、电流反馈型运放（CFB）、全差分运放。

运算放大器的非理想特性

有限增益误差、有限带宽影响、输入失调与漂移、非线性失真。

非理想失真

运算放大器的噪声分析

热噪声、闪烁噪声、散粒噪声、噪声模型与仿真。

运算放大器的稳定性与自激振荡

环路增益分析、奈奎斯特判据、补偿网络设计实例。

稳定性振荡

运算放大器的仿真测试

DC扫描、AC分析、瞬态分析、蒙特卡洛分析、工艺角仿真。

运算放大器的版图设计

匹配技术、天线效应、闩锁效应、ESD保护结构。

运算放大器的测试与测量

开环增益测试、共模抑制比测试、电源抑制比测试、压摆率测试。

运算放大器在ADC中的应用

比较器设计、采样保持电路、流水线ADC中的运放。

运算放大器在DAC中的应用

电流舵DAC、电阻串DAC、开关电容积分器。

DAC开关电容

运算放大器在滤波器中的应用

有源RC滤波器、开关电容滤波器、Gm-C滤波器。

滤波器有源

运算放大器在电源管理中的应用

LDO稳压器、DC-DC转换器中的误差放大器。

运算放大器在传感器接口中的应用

仪表放大器、电荷放大器、锁相环中的运放。

传感器仪表

现代运算放大器技术

数字辅助校准、动态元件匹配、混合信号设计趋势。

综合项目设计

设计一个高性能两级运算放大器、从规格定义到流片准备的全流程实践。