홍익대학교 전자회로(2) 최종 프로젝트 보고서

소개

홍익대학교 전자전기공학부 전자회로(2)과목 최종 프로젝트 보고서입니다.
보고서 최고점이며, H-SPICE, Virtuoso 모두 사용하여 설계했습니다.

목차

1. Pre-Design
1) 설계 목표
2) 설계 아이디어

2. 2-stage OP-Amp
1) 회로 설계 및 Schematic
2) Simulation 및 고찰

3. Unity-gain Buffer 설계
1) 회로 설계 및 Schematic
2) Simulation 및 고찰

4. Inverting Amplifier 설계
1) 회로 설계 및 Schematic
2) Simulation 및 고찰

본문내용

1.1. 설계 목표
다음과 같은 SPEC을 만족하는 설계를 목표로 한다.
1) 모든 TR들을 Sat 영역에서 만족하도록 설계
2) OP-Amp Small-Signal Gain 50dB 이상 (320V/V 이상)
3) Op-Amp Gain*bandwidth 100MHz이상
4) Op-Amp Phase margin 45o이상

1.2. 설계 아이디어
Length(이하 L)를 다음과 같이 정했다.
[그림1]의 M5, M5b, M7, M7b, M8, M8b TR들은 전류 복사를 위한 TR이다. 이 TR들은 VDS에 따른 전류 변화가 크지 않아야 한다. L값이 너무 작을 경우Channel Length Modulation이 심해져 VDS에 따른 전류 변화가 크게 된다. 따라서 해당 TR들은 L을 1um로 정하였다.
Iref값은 값이 커지면 그만큼 Power 소비가 심해져 좋지 않은 설계가 된다. 하지만 이 값을 작게 설정하고 만약 필요에 의해 TR 사이즈 조절을 통해 키우고자 하면 면적이 넓어지는 등의 손해가 발생하기에 적당하다고 생각한 30uA의 값으로 설정하였다.

2. 2-stage OP-Amp
2.1. 회로 설계 및 Schematic
[1.2. 설계 아이디어] 단에서 정한 L및 Iref값을 이용한다. 전류 복사에 이용되지 않는 TR들의 L은 면적을 줄이기 위해 최소 Size 0.2u로 정했다. 모든 설계는 ID=식을 이용하였다. L값을 정한 만큼, ID, W, VGS값들의관계를 고려하며 설계를 진행하였다.
[그림2]를 확인하면 다음과 같이 Size를 정한 것을 알 수 있다. Differential Pair의 Size는똑같이 설정하였다. 아래는 각 TR별 Size를 정한 것을 표기한 표이다.

1) M8, M8b의 W 결정
우선 가장 먼저 설계를 한 TR은 M8, M8b이다. Iref값과 M8, M8b의 Size는 이 TR들의 VGS를 결정한다.

참고자료

· 없음