Si单片高精度低失调运算放大器的研制

摘要

基于现代模拟集成电路理论和运算放大器工作原理,设计出一种高精度低失调集成运放拓扑结构.采用国标线2微米硅双极工艺模型,完成Hspice和Cadence电路仿真与版图设计,并一次流片成功.该研究结合三级级联放大系统结构和跟随隔离技术实现高增益,引入基流自举补偿技术降低输入级偏置电流.运用偏置微调技术削弱工艺偏差对关键器件匹配性能的影响,并设计出齐纳二极管短路和烧窄铝条等四种不同的修调结构.根据电路与工艺线特点,采用以Si<,3>N<,4>和SiO<,2>双层介质膜为电容介质的工艺方案,节约芯片面积约50％.通过探针台对该电路裸芯片进行了功能测试,其成品率达到95％以上.

目录

文摘

英文文摘

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第一章概述

§1.1运算放大器的发展状况

§1.2高精度低失调运算放大器的发展概述

§1.3设计安排

第二章设计要求

§2.1运放设计参数要求

§2.2电路结构要求

§2.3版图设计要求

第三章运放的分析与设计

§3.1集成运算放大器的参数

§3.2运算放大器的设计和分析

§3.2.1输入级电路设计

§3.2.2中间级末前级输出级电路设计

§3.2.3小电流恒流源设计

§3.2.4保护电路设计

第四章运放的电路模拟仿真

§4.1直流扫描(.DC)

§4.2交流小信号分析(.AC)

§4.3小信号共模放大特性

§4.4瞬态分析(.TRAN)

§4.6直流传输函数和输入、输出阻抗计算(.TF)

§4.6电路功耗计算

第五章工艺和版图设计

§5.1系统版图设计

§5.1.1输入级版图设计

§3.1.2输出级版图设计

§5.2单管设计

§5.2.1 npn管设计

§5.2.2横向pnp管设计

§5.2.3纵向pnp管(衬底pnp)设计

§5.2.4二极管设计

§5.2.5电阻设计

§5.3 DRC和LVS

§5.3.1 DRC

§5.3.2 LVS

§5.4掩模版次

第六章封装及测试

§6.1封装

§6.2测试

第六章结论

附录一电路网表文件

附录二DRC规则检查文件

附录三高精度低失调运算放大器版图

附录四管芯封装后的样品实图

参考文献

致谢

个人简历