運算放大器之自動化設計流程及行為模型研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：10

、訪客IP：3.145.178.240

姓名

趙晏廷(Yen-Ting Chao) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

運算放大器之自動化設計流程及行為模型研究
(An Automation Flow of OP Amplifier Design with Accurate Behavior Model)

相關論文

★ 高速序列傳輸之量測技術	★ 使用低增益寬頻率調整範圍壓控震盪器之1.25-GHz八相位鎖相迴路
★ 類神經網路應用於高階功率模型之研究	★ 使用SystemC語言建立IEEE 802.3 MAC 行為模組之研究
★ 以回填法建立鎖相迴路之行為模型的研究	★ 高速傳輸連結網路的分析和模擬
★ 一個以取樣方式提供可程式化邏輯陣列功能除錯所需之完全觀察度的方法	★ 抑制同步切換雜訊之高速傳輸器
★ 以行為模型建立鎖相迴路之非理想現象的研究	★ 遞迴式類神經網路應用於序向電路之高階功率模型的研究
★ 用於命題驗証方式的除錯協助技術之研究	★ Verilog-A語言的涵蓋率量測之研究
★ 利用類神經模型來估計電源線的電流波形之研究	★ 5.2GHz CMOS射頻接收器前端電路設計
★ 適用於OC-192收發機之頻率合成器和時脈與資料回復電路	★ 適用於中頻接收端的類比前級電路設計

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 ( 永不開放)

摘要(中)

本論文提出一個自動化設計運算放大器的流程，並提供四種常用架構的運算放大器：伸縮(telescopic)、摺疊疊接 (folded cascade)、電流鏡(current mirror)、雙級 (two stage)。整套流程已經以C++實現並連結HSPICE輔助設計。使用者只需要輸入需求的規格及選擇運算放大器的架構，便可以得到符合規格的電路。放大器是類比電路中基本的元件，並且在很多電路中都被廣泛應用。自動化設計運算放大器的流程將加速類比電路的設計，降低類比電路的設計時間。
隨著CMOS製程技術的下降，由於超大型積體電路(VLSI)複雜度的增加，以及SoC (System on Chip)的發展，驗證電路設計的正確性變的比以前困難，模擬時間也隨之上升。為了減少模擬的時間，提供所需的放大器的同時，也提供了一個運算放大器的行為模型，可以在行為模式模擬電路，驗證整體系統的正確性。

摘要(英)

An automation flow of OP Amplifer design is proposed in this thesis. Four common OP Amplifers topologies: telescopic、folded cascade、current mirror and two stage are supported in this flow. It has been implemented by C++ program and HSPICE. Given the required specification and target topology, the tool will offer the circuit with detailed sizes that meets the required specification in the choosed topology. OP Amplifers are the fundamental components in analog circuits that have been used in many kinds of circuits extensively. An automation flow of OP Amplifer design can greatly decrease the design time of the analog circuit.
As CMOS process technology scales, the increasing complexity of VLSI systems also increase the simulation time and verification efforts. In order to reduce the simulation time, the behavioral models of the generated OP circuits are provided simultaneously, which can be used to verify the behavior of the entire system at behavioral level to reduce the system simulation time.

關鍵字(中)

★ 運算放大器
★ 自動化設計
★ 行為模型

關鍵字(英)

★ Automation Flow
★ Behavior Model
★ OP Amplifier

論文目次

摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
第1章序論 1
1.1 背景 1
1.2 研究動機 3
1.3 論文組織 5
第2章背景知識 6
2.1 序論 6
2.2 Telescopic OPA 7
2.2.1運算放大器主體架構 7
2.2.2 共模回授電路 8
2.2.3 偏壓電路 9
2.2.4 Telescopic整體電路架構 10
2.3 Folded OPA 11
2.3.1運算放大器主體架構 11
2.3.2 共模回授電路 12
2.3.3偏壓電路 13
2.3.4 Folded整體電路架構 14
2.4 Current Mirror OPA 15
2.4.1運算放大器主體架構 15
2.4.2 偏壓電路 16
2.4.3 Current Mirror整體電路架構 17
2.5 Two Stage OPA 18
2.5.1運算放大器主體架構 18
2.5.2 補償電路 19
2.5.3 偏壓電路 20
2.5.4 Two Stage整體電路架構 21
第3章自動化設計流程 22
3.1 序論 22
3.2 從HSPICE得到電路的資訊與建立表格 24
3.3 根據規格初步估算 25
3.3.1 Telescopic OPA 25
3.3.3 Folded OPA 36
3.3.5 Current Mirror OPA 45
3.3.7 Two Stage OPA 51
3.4 套入先前假設參數的實際值 57
3.5 降低過度設計的規格以減少面積 58
3.5.1 檢查是否有過度設計的規格 59
3.5.2 選擇欲調整的電晶體 60
3.5.3 降低電晶體的面積 61
3.5.4 檢查是否符合規格 62
3.5.5 恢復電晶體的面積 62
第4章行為模型 63
4.1 序論 63
4.2 可套入的電路特性 64
4.3 行為模型的建立 65
4.4 用行為模型量測的結果 66
第5章實驗結果 68
5.1 序論 68
5.2 工具功能說明 68
5.3 Telescopic OPA 69
5.4 Folded OPA 71
5.5 Current Mirror OPA 72
5.6 Two Stage OPA 73
第6章結論與未來研究方向 75
參考文獻 76

參考文獻

[1] W. T. Nye, E. Polak and A. Sangiovanni-Vincentelli, “DELIGHT: An optimization-based computer-aided design system”, IEEE International Symposium on Circuits and Systems, pp. 851-855. 1981.
[2] M. Hershenson, S. P. Boyd and T. H. Lee, “Automated design of folded-cascode op-amps with sensitivity analysis”, IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems, pp.121-124, vol.1, Sept. 1998.
[3] L. Dai and R. Harjani, “CMOS switched-op-amp-based sample-and-hold circuit”, IEEE J. Solid-State Circuit, vol.35, No.1, pp. 109-113, Jan. 2000.
[4] G. Espinosa-Flores-Verdad and R. Salinas-Cruz. “Symmetrically compensated fully differential folded-cascode OTA”, Electronic Letters. Vol. 35, No. 19, pp. 1603-1604, Sept. 1999.
[5] M. Kayal, ”Transistor-Level Analog IC Design”, Short Course Lecture Note, EPFL, Lausanne, Switzerland, Jun. , 2004.
[6] P.C. Maulik, L.R. Carley, “Automating analog circuit design using constrained optimization techniques”, International Conference on Computer-Aided Design, pp. 390-393, Nov, 1991.
[7] R. Hägglund, E. Hjalmarson, and L. Wanhammar, “Automatic DeviceSizing in Analog Circuit Design”,National Conf. Radio Science(RVK), pp. 187-191, Stockholm, Sweden, Jun., 2002.
[8] R. Hägglund, E. Hjalmarson, and L. Wanhammar, “Optimization-Based Device Sizing in Analog Circuit Design”, Swedish System-on-Chip Conference, Falkenberg, Sweden, Mar., 2002.
[9] E. Hjalmarson, R. Hägglund, and L. Wanhammar, “An Optimization-Based Approach for Analog Circuit Design”, European Conference on Circuit Theory Design, pp. 369-372, Krakow, Poland, Sept., 2003.
[10] E. Hjalmarson, R. Hägglund, and L. Wanhammar, “A Design Platform for Computer-Aided Design of Analog Amplifiers”,Swedish System-on-Chip Conf., Eskilstuna, Sweden, Apr., 2003.
[11] R. Hägglund, E. Hjalmarson, and L. Wanhammar, “A Design Path for Optimization-Based Analog Circuit Design”, IEEE Midwest Symp. Circuits Syst., pp. 287-290, Tulsa, OK, USA, Aug., 2002.
[12] P. R. Gray and R. G. Meyer, “Analog Integrated Circuits”, 3rd Ed., New York, Wiley, 1993.
[13] B. Razavi, “Design of Analog CMOS Integrated Circuit”, McGraw Hill, 2001.
[14] P. E. Allen and D. R. Holberg, “CMOS Analog Circuit Design”, OXFORD, 2rd Ed., 2002.

指導教授

劉建男(Chien-Nan Liu)

審核日期

2007-7-18

推文