介紹一個3:1電流鏡的兩級Miller補償軌到軌運算放大器及其設計要點。圖1和圖2分別為偏置啟動電路和運放的主體結構。

基本原理：

3:1為nmos和pmos的遷移率之比，切換電流鏡設置成這個比例以補償共模電壓變化情況下的gm變化，保持總的Gm=gmp+gmn=2gm。

圖1 偏置啟動電路

圖2 軌對軌放大器主體電路

設計要點：

1.要注意圖1中啟動電路的BJT位vertical管，這是一個工藝上的使用限制

2.圖2運放主體中的電流切換結構及其偏置方法是保持跨導恒定的關鍵

3.圖3晶體管MP27和MN36是鉗位電路，防止X/Y兩點的電位在出現Slew的情況下偏離原始值太大，即fast recovery電路

圖3 浮動電流源偏置及輸出級Class AB控制

4.注意MP26的柵極不一定接地，可以根據需要調整；C1大約為1pF濾波，防止偏置電路的紋波耦合進入MP24；

5.頻率補償電容不一定完全使用圖中的簡單Miller（SMC），而是Cascode補償與調零補償混用，提升PSRR同時保證運放的穩定性足夠；設計Cascode補償必須保證Cascode管足夠的gm；

6.浮動電流源偏置的輸出級需要額外的鉗位電路R3、MN34來弱化浮動電流源有限的輸出阻抗導致的PSRR問題