电路仿真 - 新型BiCMOS集成运算放大器设计

　2 电路仿真

　　Aod是在标称电源电压和规定负载下，运算放大器工作在线性区，低频无外部反馈时的电压增益，Aod的值越大越好。图4为输入端V+的电压波形。由图可见V+的峰峰值为200 nV，输入端V-的电压为0。图5为输出波形(在Q3的集电极输出)。

　　

 

　　由图5可见，输出电压的峰峰值为：

　　

 

　　因此开环差模电压增益为：

　　

 

　　可以测量出共模电压增益：

　　满足设计要求。

　　3 版图设计

　　采用的是以CMOS工艺为基础的BiCMOS兼容工艺。首先以外延双阱CMOS工艺为基础，在N阱内增加了N+埋层和集电极接触深N+注入，用以减少BJT器件的集电极串联电阻阻值，以及降低饱和管压降;其次用P+区(或N+区)注入，制作基区;再者发射区采取多晶硅掺杂形式，并与MOS器件的栅区掺杂形式一致，制作多晶硅BJT器件。由此可见，这种高速BiCMOS制造工艺原则上不需要增加其他的重要工序。

　　

 

　　由于基准电路不易调整，在设计版图时将基准部分外接。基于0.5μm CMOS工艺的运算放大器版图如图7所示。

　　

 

　　4 结语

　　该运算放大器结合了CMOS工艺低功耗、高集成度和高抗干扰能力的优点，双极型器件的高跨导，负载电容对其速度的影响不灵敏，从而具有驱动能力强的优点。该BiCMOS器件在现有CMOS工艺平台上制造。该放大器以CMOS器件为主要单元电路，在驱动大电容负载之处加入双极器件的运算放大器电路，然后在Tanner Por软件平台上完成电路图的绘制、仿真，并在MCNC 0.5μm CMOS工艺线上完成该电路的版图设计，经实用，运算放大器的参数均达到了设计要求。