http://www.paper.edu.cn - 1 -一种低电源电压CMOS rail-to-rail 运算放大器唐欣，王勇，唐旭升，汪小军，黄风义东南大学射频与光电集成电路研究所，南京（210096）E-mail: tang04002516@gmail.com摘 要：基于中芯国际（SMIC ）0.18μm CMOS 工艺，实现了一种0.8V 低电源电压两级rail-to-rail CMOS 运算放大器。为使放大器有较小的静态功耗，运算放大器的输入级被偏置在弱反型区；输出级采取甲乙类共源输出级，以达到输出的全摆幅。仿真结果显示，运算放大器的直流开环增益为64dB ，单位增益带宽(GBW)为1MHz ，相位裕度为60度。功耗仅仅为0.88mW 。关键词：rail-to-rail, CMOS 运算放大器，弱反型区 1 引言Rail-to-Rail 运算放大器（又称轨至轨运算放大器）因其输入/输出电压皆可达到电源供电电压，动态范围大，其低电压、低功耗的特性被越来越多的人所认识，作为一种通用的CMOS 运算放大器电路，可广泛地应用于个人通信设备、TFT LCD 的电压参考缓冲器、无线局域网设备等低功耗应用场合及采样ADC/DAC 中的放大器等诸多领域内。2 输入级NMOS 差分对的正向共模输入范围很大，可以达到正电源，而PMOS 差分对的负向共模能力很强，可以达到负电源。因此，可以采用NMOS 管和PMOS 管并联的互补差分输入对结构来实现输入级的rail-to-rail 。基本的rail-to-rail 输入结构如图1所示[1]。其中，M1、M2为NMOS 差分输入对，M3、M4为PMOS 差分输入对。 图1 基本的rail-to-rail 输入级

一种低电源电压CMOS rail-to-rail运算放大器