应用于脉冲TOF成像LADAR系统的高性能CMOS全差分放大器设计（英文）

本文设计了一种应用于脉冲飞行时间(TOF)成像激光雷达探测系统的高带宽、低噪声全差分放大器(FDMA)。该芯片采用多级级联结构和有源电感技术,增大电路带宽和减少芯片面积,并且通过使用失调隔离技术,增强了各增益级对工艺偏差的鲁棒性。在输出级电路中,为使全差分放大器具有更强的驱动能力,采用了宽带放大器和输出缓冲器级联结构做为输出。同时,为了满足激光雷达系统的实际需求,采用复用失调隔离电路的方式,实现了级间带通滤波来限制放大器的适用带宽。采用CMSC的CMOS工艺进行了FDMA流片。测试结果表明,该芯片具有730.6MHz的-3dB带宽,在使用带通滤波器优化后的开环增益为23.5dB,等效输入噪声密度为2.7nV/sqrt(Hz),有效地降低了系统噪声。芯片采用3.3V电源供电,功耗为102.3mW,整体面积为0.25mm×0.25mm。作为激光雷达全系统集成芯片中的一部分,较好地满足系统指标要求。