【集成电路设计】基于gm/ID方法的三阶CMOS运放设计：高增益低功耗反向嵌套密勒补偿运放性能分析与实现

内容概要：本文详细介绍了基于gm/ID方法设计三阶反向嵌套米勒补偿运算放大器（RNMCFNR）的设计流程与性能指标。该放大器采用0.18µm工艺，优先考虑高增益和低功耗。文中首先推导了传递函数，并通过AICE工具进行验证。接着，利用Cadence Virtuoso和Spectre设计工具对电路进行了仿真。最终，设计结果显示：直流增益为109.8 dB，带宽为2.66 MHz，相位裕度为79度，压摆率为2.4/-2.17 V/µs，输入参考噪声电压为2.43 fV/√Hz，共模抑制比（CMRR）为78.5 dB，电源抑制比（PSRR）为76 dB，总功耗为147 µW。 适合人群：具备一定模拟电路设计基础，特别是对CMOS运算放大器设计有一定了解的研发人员和技术人员。 使用场景及目标：①理解反向嵌套米勒补偿技术及其在三阶运算放大器中的应用；②掌握gm/ID方法在运算放大器设计中的具体实施步骤；③评估设计的性能指标，如增益、带宽、相位裕度、压摆率、噪声、CMRR和PSRR等；④学习如何通过仿真工具验证设计方案。 其他说明：本文不仅提供了详细的数学推导和电路仿真结果，还展示了设计过程中每一步的具体参数选择和计算方法。建议读者在学习过程中结合理论分析与实际仿真，以便更好地理解和掌握三阶CMOS运算放大器的设计要点。