一种高速多级全差分放大器设计

设计了一款基于互补双极工艺的高带宽和低噪声全差分放大器,可实现全差分或单端转差分功能。提出了一种H型桥式输入结构,可实现高摆率、低失真;此外,放大器通过内部共模反馈环路将共模信号反馈到两个增益级,实现差分输出共模电平的调整,使高速全差分放大器特别适合于高速高精度模数转换器(ADC)输入信号的缓冲和放大。放大器内部跨导线性环为AB类输出级提供有效偏置,减小输出级失真的同时提供高动态范围。基于EDA工具进行了放大器电路和版图设计,后仿结果表明,在±5 V电源供电下,放大器-3 dB带宽达到366 MHz,压摆率大于1150 V/μs,输入电压噪声小于10nV/√Hz,输入失调电压在±1 mV内。

一种高精度、快速瞬态响应的无片外电容低压差稳压器

该文基于0.18μm工艺设计一种无片外电容低压差稳压器(LDO),设计带推挽输出级的高摆率误差放大器提高输出电压精度和瞬态性能。此外,设计自适应偏置电路取样输出电流从而动态改变偏置电流,进一步提升LDO的瞬态性能。仿真结果表明,LDO压差为120 mV,在3.3~5.5 V的输入范围内输出电压为3 V,负载电流范围为0~20 mA。在不同负载电流下LDO相位裕度均达到60°以上,环路增益大于100dB。LDO线性调整率为100.68μV/V,负载调整率为11.21μV/mA。负载电流在1μs内于100μA~20mA间跳变时,过冲及建立时间分别为129 mV和1.4μs,下冲及建立时间为109 mV和1.02μs,满足高精度和快速瞬态响应的需求。

车规级LIN总线中55V摆率增强型LDO

针对传统车载芯片中高压型低压差线性稳压器(LDO)的负载电流小、电源抑制比低、瞬态响应差等问题,提出了一种增强型高压LDO,通过一种新型高压预调制电路,提高了高压LDO的电源抑制比;通过一种新型摆率增强电路,改善了高压LDO的瞬态响应。电路基于BCD-120 V CMOS工艺完成建模,仿真结果显示,电压可调范围为5.5~55 V,输出5 V;负载电流为800 mA;低频电源抑制比为96 dB;1μs内负载电流从1 mA跳变到800 mA时,输出端最大上冲电压为26.6 mV,响应时间为8μs;下冲电压为45.4 mV,响应时间为7μs,满足车规级局域互联网(LIN)总线中高压LDO的性能要求。

一种低功耗高性能AB类运算放大器的设计

为了解决传统运算放大器在物联网系统等低功耗应用中转换速率较低和增益带宽积较小的问题,设计了一种新型的AB类运算放大器。提出了基于差分对管的电流复用技术,将输入晶体管产生的差分电流再次利用,提高了电路的输出电流,获得了更高的转换速率、增益带宽积和直流增益。此外,结合了基于自适应偏置电路的AB类输入级和局部共模反馈电路,使得运算放大器输出级的动态电流摆脱了静态电流的限制,以较小的静态电流获得了较大的动态电流,进一步提升了电路的关键性能参数。基于180 nm CMOS工艺,对运算放大器进行设计和验证。仿真结果表明:在70 pF的负载电容下,正负转换速率分别为23.55 V/μs和-31.47 V/μs,增益带宽积为2.38 MHz,直流增益为63 dB,静态功耗仅为23μW。与传统的AB类运算放大器相比,所提出的电路在实现低功耗的同时具有更高的转换速率、增益带宽积和直流增益,适用于模数转换器和电源管理等低功耗电路系统。

用于GaN驱动芯片的低功耗高可靠高侧供电电路

高侧供电电路对GaN驱动芯片的可靠性和功耗有非常重要的影响。设计并实现了一种低功耗高可靠的高侧供电电路。考虑到GaN器件的低栅源击穿电压及其反向导通特性,通过自举钳位稳压设计将低压差线性稳压器(LDO)直接搭建在高侧通路以实现对GaN器件栅源电压的保护,此外通过设计抗高侧地HS负压的电平位移电路以实现在高频、高噪声条件下GaN驱动芯片能够正常工作。该高侧供电电路基于0.18μm BCD工艺设计并流片,测试结果表明,集成该高侧供电电路的GaN驱动芯片的高侧输出端能够在最大90 V/ns的电压转换速率或最小25 ns脉宽的输入脉冲下输出最大压差5 V的方波信号,具有良好的性能。

一种高压运算放大器的设计

基于混合集成电路工艺,采用氧化铍衬底厚膜电路、陶瓷电容和半导体芯片,设计了一种高压运算放大器。采用ORCAD进行仿真,结果表明,该运放的供电电压为±15~±150V,输出电流为75mA,直流电压增益为95dB,转换速率为57V/μs,静态电流6 mA,单位增益带宽3MHz。该运放可被广泛用于马达控制系统、压电传感器以及打印机驱动等领域,实现了高压运算放大器的国产化。

基于高压摆率误差放大器和摆率增强电路的无片外电容LDO

基于0.35μm CMOS工艺设计了一款无片外电容低压差线性稳压器(cap-free LDO),通过误差放大器组成的环路控制稳态误差,通过摆率增强电路构成的环路改善瞬态响应。该LDO输出电压为1.72V,压差80mV,最大输出电流50mA。测试结果显示:负载电流(IL)在0.5μs内瞬变50mA时,俯冲电压和过冲电压均为80mV左右,重回稳态的时间均小于1.5μs。

硬件电路信号失真解析方法在便携产品显示电路的应用

高速视频与指令数据由电子产品核心处理器发出,经FPC(柔性电路板)与PCB(印刷电路板)送至显示模组的传输过程中可能发生失真,应当对诸如信号间串扰、传输损耗、端口反射等性能参数作仿真验证。针对显示模组电路的特点讨论了面板source线(数据线)、gate线(栅线)性能验证时采用的仿真步骤,与规避信号失真的一些设计方法。提出的一种测试电路可调节电源上电时的电压上升速率、调节多电源之间上电时间差,用以验证显示模组的浪涌电流大小,同时考察显示模组对供电电源的适应性。

一种低功耗高速的跟随器设计和实现

提出了一种应用于CSTN-LCD系统中低功耗、高转换速率的跟随器的实现方案。基于GSMC±9V的0.18μmCMOS高压工艺SPICE模型的仿真结果表明,在典型的转角下,打开2个辅助模块时,静态功耗约为35μA;关掉辅助模块时,主放大器的静态功耗为24μA。有外接1μF的大电容时,屏幕上的充放电时间为10μs;没有外接1μF的大电容时,屏幕上的充放电时间为13μs。验证表明,该跟随器能满足CSTN-LCD系统低功耗、高转换速率性能要求。

一种高摆率低功耗无片外电容的LDO设计

本文介绍了一种低功耗的无片外电容快速响应的低压差线性稳压器(LDO),用于数字电路供电.该LDO采用电流型跨导运算放大器,克服了传统运算放大器摆率和静态电流之间的矛盾.提出了一种瞬态增强电路,既可以动态地调整误差放大器偏置,同时也能够直接对调整管栅极电压进行调节,增强了负载瞬态响应性能.该LDO基于28nm CMOS工艺,面积为55×42μm2.输入1.1V,压差约为100mV,最大负载电流50mA.静态电流为5μA,在负载电流变化率为49.9mA/μs的情况下,恢复时间为2.5μs,过冲电压和下冲电压均小于100mV.

基于高摆率误差放大器的无片外电容LDO设计

为了解决无片外电容低压差线性稳压器(LDO)的瞬态响应性能较差的问题,采用跨导提高技术设计了一种高摆率的误差放大器。在误差放大器的基础上,通过电容将LDO的输出端耦合至电流镜构建瞬态增强电路,提升LDO的瞬态响应能力,且瞬态增强电路可以引入两个左半平面零点,改善环路的稳定性。同时,误差放大器采用动态偏置结构,进一步减小下冲和过冲电压,缩短稳定时间。电路基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计。仿真结果表明,在片上负载电容为50 pF,压差为200 mV的条件下,LDO环路在100μA~100 mA的负载电流下保持稳定。负载电流在0.5μs内在100μA和100 mA之间跳变时,输出最大下冲和过冲电压均小于100 mV,稳定时间小于1μs。

基于高速串行通信接口的双模发送器设计

在通用高速串行通信接口电路设计中,高速发送器要向下兼容低速发送收器,常规方法将高速、低速发送器并行组合而成,面积大、功耗大、工作不稳定.本文基于八级主-预驱动器架构和分级"延时-开启"数据转换率控制方案,设计了一种兼容高、低速的双模发送器.电路前、后仿真基于Cadence的spectre软件,电路设计和流片基于TSMC的CMOS 0.25 um混合信号模型.基于USB2.0测试环境的仿真结果表明:发送器输出信号波形(幅值,上升、下降时间)完全遵从USB2.0的协议要求.

D类功放中高性能三角波积分器的设计

设计了一款应用于音频D类功率放大器中的积分器,用于产生PWM调制所需的三角波信号.积分器内部高增益、宽输出摆幅的高速运放大大提升了积分器的性能,有效地提高了D类功放的效率.本设计基于0.6μmBCD工艺,经Cadence环境仿真验证,内部运放开环增益高达103dB,单位增益带宽达到6.8MHz,而且压摆率不受限制;积分器输出三角波中心电平稳定在3V,且摆幅高达5V.

一种应用于SoC的高稳定性无片外电容LDO稳压器

为了减少负载电流瞬态变化对低压差线性稳压器(LDO)输出电压稳定性的不利影响,设计了一种应用于片上系统(SoC)的高稳定性无片外电容LDO稳压器。该电路采用密勒电容倍增补偿和零点-极点跟踪补偿技术,使LDO在不同负载条件下仍具有良好的环路稳定性。同时,通过摆率增强电路来动态调节功率晶体管的栅极电压,改善了LDO的瞬态响应特性。电路采用0.11μm标准CMOS工艺设计。后端仿真结果表明,当电源电压为1.3~3.3 V,最大输出负载电流为50 mA时,LDO输出电压的稳定值为1.21 V,静态电流为35μA,最小相位裕度为64.43°。当负载电流以1μs的时间在1~50 mA之间跃变时,与未加入摆率增强电路的LDO相比,输出电压的下冲幅度减少了126 mV,下降了42.5%;过冲幅度减少了44 mV,下降了20.6%。

大电容负载下的高速、低功耗动态摆率增强电路研究

本文提出了一种针对大负载电容的高速、低功耗动态摆率增强电路设计方法.电路通过直接监测主运算放大器输入端的差分电平变化,实现对主放大器的动态电流补偿,较大幅度地提高了摆率增强效果.通过改变核心MOS管尺寸,可以实现对摆率增强电路开启阈值的调节.通过引入开关控制,可以实现对摆率增强电路的及时"休眠",提高电路的能效.动态摆率增强电路与主运算放大器为并行关系,因此适用于所有结构的运算放大器,通用性强.电路采用0.35μm商业CMOS工艺实现,有效芯片面积0.15×0.15mm2.采用5V单电源供电,测试结果表明,本电路针对400pF大负载电容,可以实现7V/μs的正向摆率及10V/μs的负向摆率,功率消耗6.25μW.该方法与传统的电路结构相比,工作效率显著提高.

基于LDO线性稳压器的误差放大器设计

提出了一种功耗低、转换速率高且工作电压范围宽(2.5～5.5V)的高性能误差放大器。采用HSPICE对电路进行模拟,结果表明当工作电压为2.5V时,该放大器的转换速率约为29.4V/us,而静态电流低至16.6uA;在5.5V的工作电压下,放大器的转换速率可高达38.5V/us,静态电流却不超过20uA。

基于高速高精度D/A的红外信号模拟器实现

针对红外信号模拟器精度高、数据量大以及数据速率高的要求,采用FPGA、SDRAM和高速高精度D/A的实现方案。在研制过程中解决了D/A的抗噪声、高精度、数模高速转换等关键技术。实验结果表明,该模拟器可以达到0．8mV的模拟信号输出精度、20MHz的数据打入速率以及4MHz的多路模拟信号转换速率。该模拟器现已交付使用并达到了系统需求。

一种高转换速率衬底电位选择电路的设计

本文基于0.5μm 5V DPTM CMOS工艺设计了一款用于LED驱动芯片的衬底电位选择电路。该电路采用峰值电流镜作为偏置,使其在低电压下能够正常工作,并运用源端输入带正反馈的比较器,使得电路具有一定的迟滞和高的转换速率,最后巧妙的设计了输出级,使输出结果尽可能的与芯片中的最高电压相等。仿真结果显示,比较器的转换速率为55.7V/μs,并且具有0.2V的迟滞,满足设计要求。

采用新型高摆率电路的电动汽车驱动控制器设计

为了降低电动汽车驱动控制器的成本和功耗,提出了一种采用高摆率运算放大器的嵌入式数字驱动控制器。该运算放大器包括一种新型压摆率提升电路,以便提升负载。驱动控制器总体结构包括8051单片机、嵌入式FLASH存储器、定制的DSP协同处理器等模块。采用0.18 mm CMOS工艺进行了实现。实验测量结果显示,相比其他类似结构,提出的运算放大器能够驱动负载1 000 p F的功率晶体管,并且功耗更低仅为0.38 m W,压摆率为0.22 V/ms,能够满足汽车应用的严苛要求（环境温度范围为-40℃~160℃）,并且静电放电（ESD）特性为±4 k V。