增益裕度是負的嗎
2022年8月4日，“華為杯”第五屆中國研究生創“芯”大賽（以下簡稱“大賽”）總決賽競演暨頒獎儀式在浙江大學杭州國際科創中心圓滿落下帷幕。作為中國領先的模擬晶片廠商，希荻微參與了大賽總決賽類比電路方向的命題工作，是類比電路方向入選命題的兩家企業之一。此外，希荻微工程總監郝躍國作為受邀評委參加了大賽總決賽工作。
自2022年4月賽事發布以來，大賽持續受到來自全國高等院校、企事業單位和社會媒體等各界人士的廣泛關注，吸引了來自全國96所研究生培養單位的503支隊伍報名參賽，其中碩士研究生佔比79%，博士研究生佔比12%。經過專家評審組從“先進性、創新性、展示效果與應用價值”多維度的嚴格評審及複議工作，最終154支隊伍脫穎而出，成功入圍決賽。
本次大賽企業命題中包含了多個賽道方向，命題內容包括：類比電路、數位電路、數模混合電路、RF電路、高速光電介面電路、AI晶片、感測器微系統、AI演算法、EDA演算法、器件建模等各個方面。為進一步促進大賽向更高水平發展，提升賽事的產業界參與度，決賽中的上機設計題目特面向國內優秀積體電路領域企業徵集命題。最終，類比電路方向的決賽命題有兩家企業入選，希荻微位列其一。在入圍決賽的154支隊伍中，共有51支隊伍選擇了類比電路方向，他們所作的決賽上機設計題，就包含了由希荻微提供的“軌到軌甲乙類運放設計”命題（如下圖）。
希荻微本次命題充分結合了大賽的專業性與實踐性，旨在幫助參賽隊伍賽出成績、賽出水平、賽出風采。除本次為大賽決賽命題，希荻微還在今年6月攜手電子科技大學舉辦了“希荻微杯”校內賽。近年來，希荻微一直致力於推動產學研深度融合，促進創“芯”人才成長，助力國內積體電路設計人才培育，以期共創“芯”未來的光明前景！
題目：軌到軌甲乙類運放設計
軌到軌甲乙類運放是一類重要的運放型別，下圖是其中一種具有代表性的電路結構，被廣泛地應用在各種單片的運放放大器之中。
1。請分別說明mp7/mn7， 以及mp8/mn8的作用。（10分）
2。請說明C1和C2的作用。如果它們分別處於mp13和mn13的柵漏之間，現在的結構與之相比，有什麼優勢？（10分）
3。請使用這個結構，按照以下要求設計一個軌到軌的甲乙類運放（室溫效能）：
1）VDD=3。3V，負載電容CL=10pF，負載電阻10K歐姆，整個電路的靜態電流小於300uA， 輸出級的峰值輸出電流大於3mA
2）共模輸入電壓範圍：0~3。3V
3）直流增益大於80dB，增益頻寬積大於5MHz（以共模輸入電壓為1。6V為例）， 相位裕度大於60度
4）差分壓擺率：大於4V/us，
5）在單位增益連線情況下，大訊號穩定時間（以最後一個振鈴誤差為1%為穩定條件； Vstep=1V，輸入電壓從1V跳到2V，然後從2V跳回到1V，邊沿為10ns）： 小於250ns；小訊號穩定時間（以最後一個振鈴誤差為1%為穩定條件；，Vstep=100mV，輸入電壓從1。6V跳到1。7V，然後跳回到1。6V，邊沿為10ns）：小於200ns
4。電路設計完成後，
4。1要求在共模輸入電平為1。6V的情況下，
4。1。1標註出每個管子的尺寸，每個電容電阻的大小，標註出每個管子的工作狀態（包括Ids， Vth， Vdsat，gm和gds）（30分）
4。1。2給出相應的穩定性波特模擬圖 （10分）
4。1。3共模抑制比隨頻率變化的模擬圖 （10分）
4。1。4給出從1Hz到20KHz的輸入噪聲效能 （10分）
4。1。5大小訊號的階躍瞬態響應模擬圖 （10）
4。2畫出輸入級的gm隨著共模輸入電平（0到3。3V）的變化曲線 （10分）
4。3（選答題）你認為這個電路還有哪些可以改進的地方？
中國研究生創“芯”大賽簡介：
中國研究生創“芯”大賽每年舉辦一次，由教育部學位管理與研究生教育司指導，中國學位與研究生教育學會、中國科協青少年科技中心主辦，清華海峽研究院作為秘書處，迄今已成功舉辦五屆。作為中國研究生創新實踐系列賽事之一，大賽面向國高等院校和科研院所在讀研究生，旨在服務國家積體電路產業發展戰略，促進積體電路領域優秀人才培養。
關於希荻微
廣東希荻微電子股份有限公司（688173。SH）是一家中國領先的模擬晶片廠商，專注於開發模擬和電源管理積體電路，實現高能效的智慧系統，致力於為客戶提供覆蓋多元化終端應用的全系列模擬晶片產品線。自2012年以來，希荻微一直在推動移動、物聯網和汽車電源系統的創新，構建了能夠與國際模擬晶片龍頭廠商相競爭的高效能產品線，贏得了國內外多家主流客戶的高度認可，實現了科技成果與產業的深度融合，為高效能模擬積體電路領域實現自主可控做出了重大貢獻。更多資訊請訪問： https：//halomicro。com。
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