多级运算放大器频率补偿技术研究

作为集成电路中的核心模块,运算放大器在当今的电源管理、模数转换器以及数模转换器等电路中都得到了广泛应用,其运算放大性能也将会对电路整体性能产生直接影响。而在集成电路发展中,传统的一级和二级运算放大器已经无法满足其实际应用需求,多级运算放大器开始投入使用。由于多级运算放大器中额外引入了零点和极点,使其稳定性也受到了一定影响。基于此,本文先从频率补偿技术进行了分析,并对多级运算放大器中的频率补偿技术应用加以深入研究,以此来促进多级运算放大器的良好设计与应用。

应用于宽带ADC的三级CMOS运算放大器

为了提高模数转换器(ADC)的性能,增强其系统的稳定性,设计一款高增益的宽带运算放大器非常重要,多级运算放大器因为不受芯片供电电压的影响而成为了热门的选择。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了一款三级CMOS运算放大器,同时在Cadence软件的仿真环境下针对该三级运算放大器的性能参数进行了仿真。结果表明:在1.8 V电源电压的条件下,该三级运算放大器的增益达到了99.5 dB,单位增益带宽66 MHz,相位裕度69°,共模抑制比69 dB,电源电压抑制比95 dB,从结果来看,获得了更高的增益。

单密勒电容补偿多级放大器的设计(英文)

提出了一种结构简单的全新单密勒电容补偿技术。理论分析表明,该技术无需运放的跨导逐级增加就能获得良好的稳定特性,而且单位增益带宽大、补偿电容小。特别是每增加一级放大电路,就会增加一个左半平面零点,从而有效抵消新增加极点对运放稳定性的影响,因此该补偿技术很容易拓展到N(N>3)级联放大结构,这一特性有利于运放在实际中的运用。

一种高带宽Ping-pong自调零运算放大器

基于传统的多级运放结构设计了一款低失调,高速高精度的运算放大器。在传统运算放大器的基础上引入Ping-Pong自调零技术结合多级密勒补偿技术,实现了低失调,低噪声以及高精度。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,5 V电压下进行仿真验证。通过Spectre仿真,电路单位增益带宽为9MHz,输出精度达到0.5%。

CMOS密勒补偿三级放大器建立时间的最优设计

提出一种CMOS密勒补偿三级运放建立时间的最优设计方法。在给定的建立时间精度要求下,从基于传递函数得到的近似设计结果出发,根据响应建立时间最小应满足的方程,通过Newton迭代自动求解最佳设计参数。由于求解过程中的时域响应直接使用了电路SPICE仿真波形,因此可消除现有方法中存在的误差,得到准确的设计结果,避免了电路级设计所需的人工调试。以嵌套式密勒补偿三级运算放大器为例,给出0.35μm和90 nm下的设计结果,验证了设计方法的有效性。

高电源电压抑制比带隙基准电压源的设计

为了提高LDO的电压性能,设计了一款电压基准.基于带隙基准温度补偿的原理,通过增加运放、RC滤波器的方式改变了电路的结构,使得带隙基准的电源抑制比(PSRR)和温度系数得到了优化,并且改变了核心电路中MOS管与电阻的连接方式,让输出基准电压(V_(REF))可以在2-4 V之间调整.从仿真结果得知,当电源电压为2 V时,输出基准电压为1.19 V;温度在-40-85℃变化时,温度系数为1.9918 ppm/℃;高频电源电压抑制比为-72 dB@10 MHz.