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近年来随着微电子技术的快速发展,越来越多低频小信号处理电路应用于各电子领域,比如生物医学领域、军事领域、移动通信领域等。对系统精密控制的要求,使模拟集成电路的设计迎来了新的挑战。作为模拟集成电路中的重要模块,运算放大器也同样面临着强大的挑战,输入小信号很容易受其它非理想因素的影响,这些影响因素包括噪声,直流失调电压等,它们在输出端产生不希望的干扰,影响输出信号正常值。为了有效处理低频小信号,我们很有必要采取一定的校正技术来减少运放失调大小。 本文主要介绍了斩波技术和自动调零技术。运放分别用斩波技术和自动调零技术实现低噪声,低失调。斩波放大器运用斩波原理把失调和噪声调制到更高的频率上,实现不带外部低通滤波器的斩波运放的低失调和低噪声。自动调零运放利用自动调零技术来减小运放的失调和低频噪声。文中还设计了具有失调校正的采样保持放大器和采用自偏置单端运放结构的低失调比较器电路,分别应用于8位D/A转换器和12位SAR A/D转换器系统。 本文借助Cadence仿真软件,采用ST3600 CSMC0.5um CMOS的工艺库,对具有失调校正技术的运放进行设计和仿真。在斩波技术方面,电源电压设定为5V,20KHz斩波频率的斩波器,斩波器运放的失调为9.3uV;在0-50℃温度范围内,失调电压温漂20nV/℃;在低频段(频率1KHz以下),带斩波技术的运放噪声减少到一个为54.8nV/sqrt(Hz)的常数值。在自动调零技术方面,10KHz采样频率的自动调零放大器,25mV的外加失调电压大小被校正到只有2.17uV;在低频段(频率1KHz以下),低频噪声为122nV/sqrt(Hz)的常数值。通过与传统运放的对比,具有失调修正的放大器电源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)都比传统放大器更优异。此外,设计的采样保持放大器,12mV的外加失调电压被有效校正到976uV(780uW功耗,采样频率为20KHz),满足8位D/A转换器系统精度要求;940uW功耗的比较器在外加100mV失调电压情况下仍然能够满足时钟为6.4MHz、12 Bit的ADC的精度要求。仿真结果表明,所设计的失调校正运算放大器能够实现不同范围的失调电压校正,满足预期设计研究的目标。