一种采用调制晶体管和有源反馈电阻的新型差分有源电感

提出了一种品质因数-频率(Q-f)特性、电感值-频率(L-f)特性增强和线性度高的新型差分有源电感。它主要由正跨导器、负跨导器、调制晶体管和有源反馈电阻共4个单元构成,其中,调制晶体管的外部配置了电压调控端并串接于差分结构的负跨导器的漏极,来实现电感值的调节和增大。有源反馈电阻的外部配置了电压调控端并串接于负跨导器的漏极和正跨导器的栅极之间,来实现Q值的调节和增大。负跨导器也配置了外部电压调控端,来实现对频带的调节;进一步地,调制晶体管和有源反馈电阻也改善了有源电感的线性度。最终,通过4个单元的相互配合和3个外部调控端电压的协同调节,可实现4种有源电感的优异综合性能:(1)在同一频率下,Q峰值相对于L值可独立调节;(2)在多频点下取得高且基本恒定的Q峰值;(3)在宽工作频带内可对L值进行大范围调节,同时Q值能够保持较高的值;(4)高的L值线性度。验证结果表明,在3.85 GHz下,Q峰值可在963~3374之间调谐,调谐率为111.2%,而电感值变化率仅为0.28%;在3.10 GHz、3.55 GHz和3.70 GHz三个频点下,分别取得了1916、1923和1821的高Q峰值,变化率仅为5.4%;在2.65 GHz~3.6 GHz频带内,L值的调谐范围均大于31%,且Q值始终大于10;电感的线性度高达-9 dBV。

有源反馈网络同相复合放大器的研究

本文提出了一种新型复合反馈同相放大器电路。分析了该放大器的增益误差、失调电压误差、失调电流误差、共模抑制比误差等，并给出了各种误差的定量公式。

CMOS有源反馈跨阻放大器

高性能接收端前置放大器的实现在光纤通信系统中起着至关重要的作用,前置放大器的性能指标,如,噪声、带宽、增益等,在很大程度上影响着光纤通信系统的性能。在分析了各种结构前置放大器性能的基础上,给出了一个基于CMOS工艺的、RGC结构的,应用于2.5Gbit/s光纤通信系统的低噪声跨阻放大器的实现方式。为了减小输入等效噪声电流和提高带宽,采用了有源反馈代替电阻反馈。采用SMIC的0.18μmCMOS工艺仿真结果表明该电路具有60.18dB的跨阻增益,2.13GHz的带宽,输入等效噪声电流为8.9pA/Hz,电路功耗仅为15.3mW。

基于有源反馈补偿的快速瞬态响应LDO设计

为实现全负载范围的稳定性并增强瞬态响应性能,设计了一款基于有源反馈频率补偿的无片外电容低压差线性稳压器(LDO)。有源反馈将通过补偿电容的信号放大,有效减小了补偿电容的大小。采用自适应偏置电路检测负载变化来提高瞬态响应,同时结合电容耦合方式的瞬态增强电路给功率管栅极提供额外的泄放路径,进一步减小轻载到重载切换时的下冲电压值。电路设计基于SMIC 180 nm BCD工艺,实现了输入电压范围为1.4~2 V,输出电压为1.2 V。仿真结果表明,当负载电容为100 pF时,在0.5μs时间内负载由0到100 mA之间跳变,输出电压的最大过冲值和下冲值分别为102.5 mV和160.5 mV,恢复时间分别为1.6μs和1μs。

基于有源电阻反馈和分流支路的新型有源电感

针对传统有源电感等效电感值低、品质因数(Q)低、频带窄的缺点,在传统共源共栅有源电感的基础上,提出了具有有源电阻反馈和分流支路的改进型有源电感电路,给出了其等效电路模型及各等效参数的表达式。基于Jazz 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,利用安捷伦ADS仿真工具,对有源电感电路进行仿真验证。结果表明,在0～7.7GHz频段内,等效电感值在5.67～43nH范围内变化。在4.5～6.7GHz频段内,Q值大于20,且在5.7GHz时达到最大值2 757。改变有源电感的偏置条件,可获得不同的有源电感性能,可以很好地满足射频电路对电感的高Q值、大电感值、可调谐、小面积的需求。

电动式单线圈有源伺服反馈加速度传感器原理

伺服式加速度计是利用电气回路对力学系统的反作用来改变力学系统原来的参数,来检测加速度大小的一类高精度惯性传感器。根据系统原理,设计了一种电动式单线圈有源伺服反馈加速度传感器,只由一组线圈构成,既是信号线圈,又是反馈线圈。这样可以简化结构,使传感器的外形更加灵巧,便于应用于地震测量中的一些特殊场合,通过实例验证了其测量结果的可靠性。

基于可调有源并联反馈技术的超低功耗宽带低噪声放大器

设计了一款超低功耗宽带低噪声放大器(LNA)。该LNA采用互补电流复用结构,该结构采用共栅级NMOS管和PMOS管作为输入器件。采用有源并联反馈结构以实现输入网络的低功耗,同时反馈级的电流被输入晶体管复用,改善LNA的电流效率。利用衬底偏置方案,对反馈系数进行调节。基于TSMC 0.13μm CMOS工艺技术进行流片,芯片面积为0.007 2mm2。芯片在片测试结果为:在1V电压供电下,消耗了500μA的电流。LNA的3dB带宽为0.1～2.5GHz,增益为9.5～13.6dB,噪声系数低于4.7dB,输入三阶交调截止点为-9.3～-6.8dBm。

反馈型有源滤波器在混沌开关电源中的应用研究

本文分析了采用混沌频率调制的开关电源中的输出电压纹波的特性;讨论了一种有源滤波方式;建立了滤波器的模型,并对滤波器的原理做了详细的分析。研究表明,这种有源滤波技术具有广阔的应用前景。

反馈有源降噪耳机的高频约束条件研究

给出基于H2/H∞稳健控制原理的反馈有源噪声控制设计的一般流程,讨论反馈有源噪声控制耳机性能极限的影响因素。在一般的H2/H∞稳健控制原理基础上,通过增加一个高频约束条件引入高频稳定性阈值,使得系统开环传递函数高频段被约束在原点附近的小圆内,保证系统在高频有足够稳定裕度的同时,限制高频段的降噪量,从而获得更大的低频降噪量。所提方法能够使基于H2/H∞稳健控制原理的反馈有源噪声控制在更宽的频带内进行优化。

一种高精度传感器接口放大电路─有源电流反馈数据放大器原理及应用

通过有源电流反馈数据放大器的原理和性能分析，阐述了有源电流反馈技术对提高数据放大器性能的重要作用。同时介绍了有源电流反馈数据放大器在传感器信号放大中的应用。

一款应用于多频带的基于新型Cascode有源电感的高Q带通滤波器

设计了一款基于新型Cascode有源电感和有源负阻电路的二阶差分有源带通滤波器。新型有源电感和有源负阻电路的采用可实现在滤波器Q值不变的条件下对滤波器的中心频率进行调节。仿真结果表明,通过调节有源电感和有源负阻电路的偏置条件,可有效增大滤波器的Q值,且在保持Q值恒定在226的条件下中心频率的变化范围为0.2 GHz^3.7 GHz。滤波器的以上特性使其能很好地应用于多频带的无线系统。

线性碲镉汞APD的高速焦平面读出电路研究

设计了一款针对线性模式碲镉汞APD的高速成像读出电路。像元内基于三级推挽放大器级联的电阻反馈跨导放大器(RTIA),实现了光电流的实时线性转换,并利用工作于亚阈值区的MOS管作为反馈电阻实现跨阻增益可调;利用电容补偿法对RTIA的相位裕度进行优化,解决了低增益下的输出振荡现象。结果显示,像元内RTIA跨阻增益可调范围达100~140 dB,增益带宽积可达10^(14)数量级,像元电路输出延时低于1.8 ns。设计了像素外的飞行时间测量电路,采用两段式时间数字转换器分别进行飞行时间的大范围粗量化和高精度细量化,测量范围可达1530 m,测量精度为106.5 cm,线性度高于99.99%。

3.125 Gb/s自适应模拟均衡器设计

采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种3.125 Gb/s自适应模拟均衡器。其中,均衡滤波器模块采用了一种新颖的有源负反馈结构,可以有效提高均衡滤波器的带宽和增益补偿范围。自适应控制环路采用包含截割电路的单回路结构,通过检测信号的斜率以产生不同的调节电压来调整均衡滤波器的高频增益值,从而能够对不同长度的信道进行自适应补偿。由仿真结果可知,在3.125 Gb/s和4 Gb/s两种数据速率下,输出信号的抖动值为0.24 UI和0.31 UI。在1.562 5 GHz和2 GHz处可均衡的信道损耗分别为13.04~22.04 dB和16.94~28.50 dB,均衡后信号的输出摆幅为270 mV。在1.8 V电源电压下,测得电路的总功耗为59.4 mW。

基于CMOS工艺高速光纤通信系统的限幅放大器

基于CMOS工艺,设计了高速光纤通信系统中的限幅放大器,主要包括四部分:输入缓冲级、输出缓冲级、宽带放大单元和失调电压补偿回路.其中宽带放大单元采用有源反馈技术和并联峰化技术扩展带宽,使限幅放大器的带宽达到6.8GHz,增益为46dB.当输入信号比特率为7Gb/s,输入电压峰峰值在10mV到1V之间波动时,输出摆幅稳定在1.4V.在标准的1.8V电源电压下,整体电路功耗为192.3mW.

CMOS光接收机前端放大电路

利用SMIC 0.18μmCMOS工艺设计了光接收机前端放大电路.在前置放大器中,设计了一种高增益有源反馈跨阻放大器,并且可以使输出共模电平在较大范围内调解.在限幅放大器中,通过在改进的Cherry-Hooper结构里引入有源电感负反馈来进一步扩展带宽.整个前端放大电路具有较高的灵敏度和较宽的输入动态范围.Hspice仿真结果表明该电路具有119dB的中频跨阻增益,2.02GHz的带宽,对于输入电流幅度从1.4μA到170μA变化时,50Ω负载线上的输出电压限幅在320mV(V_(pp)),输出眼图稳定清晰.核心电路静态功耗为45.431mW.

一种应用0.18μm工艺的12通道10Gb/s光纤接收机限幅放大器

本文提出一种12通道10Gb/s光纤接收机限幅放大器结构,并利用0.18μmCMOS工艺完成设计。输入采用RGC结构,同时采用有源反馈技术在保证其他性能的前提下对放大器带宽进行优化。仿真结果显示,单通道的光接收限幅放大器能够实40.6dB的增益,-3dB带宽为7.3GHz。在1.8V电源供电的情况下,12通道限幅放大器的总功耗为1W。12通道限幅放大器的版图尺寸为1650μm×1180μm。

一种高稳定性的无片外电容的LDO的设计

本文基于SMIC 0.18m CMOS工艺设计了一种高稳定性的无片外电容的LDO。通过采用无片外电容的结构,去掉了LDO的片外的大电容,便于SOC系统的设计。采用有源反馈-阻尼控制频率补偿技术来保证LDO环路的稳定性。

单片集成CMOS光接收前端电路设计

文中采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了适用于芯片间光互连的的接收机前端放大电路,将跨阻放大器(TIA)和限幅放大器(LA)集成于同一块芯片中.跨阻放大器采用调制型共源共栅(RGC)结构来提高其带宽,限幅放大器采用二阶有源反馈结构和有源电感负载来获得高的增益带宽积.整个接收机前端放大电路具有85dB中频增益,-3dB带宽为4.36GHz.芯片的面积为1mm×0.7mm,在1.8V电源电压下功耗为144mW.

2．5Gb／sCMOS光接收机限幅放大器

采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了光接收机限幅放大器。该放大器采用全差分结构,利用退化电容技术增加高频时放大器的等效跨导,并在Cherry-Hooper结构里引入有源电感反馈代替传统的电阻反馈来扩展带宽。Hspice仿真结果表明限幅放大器具有46dB的中频增益、3.2GHz带宽,当输入电压信号从3.6mVPP到1.7VPP变化时,50Ω负载线上的输出电压限幅在340mVPP,输出眼图稳定清晰。核心电路功耗20.431mW。

弱电网下抑制谐波谐振的LCL型并网逆变器鲁棒性CCFAD方法

LCL型并网逆变器采用电容电流反馈有源阻尼在弱电网下进行并网电流控制时,如果系统环路谐振频率高于1/6的采样频率,数字控制延时会导致并网逆变器在较宽范围变化的电网阻抗影响下鲁棒性较差甚至失稳。通过分析指出,电容电流反馈有源阻尼环路可等效为并联在滤波电容两端的虚拟阻抗Zeq(s),表现出的负阻特性是造成系统失稳的主要原因。鉴于此,提出一种采用负一阶惯性环节进行电容电流反馈有源阻尼的鲁棒性方法,在电容电流阻尼环路中引入惯性环节,利用频率稳定性分析对所提方法进行详细论述,并给出相关参数的设计过程。理论分析表明,该方法可保证Zeq(s)在LCL滤波器谐振频率有效范围内始终处于正阻特性范围,不仅提高系统的稳定裕度,并网系统的谐波谐振也得到抑制。此外,该方法具有较好的灵活性,当采用电容电压反馈有源阻尼控制并进行锁相时,可节省一组电流传感器的使用。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。