一种高线性度低失真跨导运算放大器的设计

针对线性跨导输入范围有限的问题,提出了一种具有宽线性输入范围的高线性运算跨导放大器(Operational Transconductance Amplifier,OTA),可有效应用于包括低频连续时间滤波器在内的电流模式电路。该OTA利用源极退化和辅助差分结构,通过减少失真分量来显著增加线性范围。此外,还利用该OTA实现了一种二阶全差分滤波器。采用SCL 180 nm CMOS工艺进行了设计和仿真。实验结果表明,相比于其他设计方法,该OTA和滤波器具有更宽的线性范围和更低的失真。对于频率为1 MHz信号频率、峰间输入电压600 mV的输入,该OTA的三次谐波失真分量和互调失真分量分别为-74.8 dB和-76.1 dB,线性范围为0.9 V(1%跨导变化)。对于峰间输入电压300 mV频率为10 kHz输入,该滤波器的三次谐波失真分量和互调失真分量分别为-69.75 dB和-65.2 dB。

应用于包络跟踪的高线性跨导运算放大器的设计

设计了一款改进的基于交叉耦合结构的跨导运算放大器(OTA)。设计和分析过程中依据严格的理论推导,新结构在高输入摆幅下线性度得到明显优化,当输入为2V@5MHz正弦波时,谐波总量从0.7%降至0.3%,并成功应用于包络跟踪功率放大器。仿真测试基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,仿真结果表明二到五次谐波分量总和从传统OTA的-40 dB降低到-52 dB,同时在VSS系统联合仿真平台上,用15 MHz带宽的OFDM调制信号测试星座图,其聚敛性也得到了明显优化,矢量误差从4.7%降至3.6%。

改善跨导放大器线性化方法的研究

讨论了电流模式电路及跨导器的基本概念及性能特点,研究并给出了改善输入级传输特性的线性程度并扩大线性范围的方法。

LDO线性稳压器中高性能误差放大器的设计

设计了一个共源共栅运算跨导放大器,并成功地将其应用在一款超低功耗LDO线性稳压器芯片中。该设计提高了电源抑制比(PSRR),并具有较高的共模抑制比(CMRR)。电路结构简单,静态电流低。该芯片获得了高达99 dB的电源抑制比。

一种基于低压差线性稳压器的放大器设计

设计了一种静态电流约为0.6μA的运算跨导放大器电路,并已经成功地应用于一款超低静态电流的新一代低压差线性稳压器芯片中。此放大器的突出优点是与Foldback过流保护电路融合在一起,使得芯片不需要专门的限流模块,大大减少了器件与电流支路,极大地提高了电流利用率,实现了超低功耗。

一种新型Rail-to-Rail运算放大器的设计与分析

提出了一种采用线性跨导输入级的Rail-to-Rail运算放大器,输入级的跨导基本实现了与共模输入电压无关,而只与工艺参数和工作电压有关。采用了复合晶体管的设计,使等效NMOS和等效PMOS的电学参数一致,摈弃了由于PMOS及NMOS的不一致性而采取的补偿措施,输出级采用甲乙类CMOS结构。

低失调电压低输入噪声仪表放大器设计

仪表放大器具有低失调电压、低噪声等优点,被广泛应用于工业仪表、航空航天等领域中,具有广泛的应用前景。采用华虹BCD350GE工艺设计一种低失调电压低输入噪声仪表放大器。该仪表放大器采用三运放、双输入双输出结构。电阻使用开关控制使得增益可控。采用斩波技术来减小失调电压和输入噪声。在全工艺角下进行失配分析,并进行输入噪声的仿真。应用Cadence工具进行设计仿真,结果表明其具有较低的失调电压和等效输入噪声,并能实现增益可控。实验结果证明了该仪表放大器在仪器仪表中的适用性。

改善跨导放大器线性化方法的研究

讨论了电流模式电路及跨导器的基本概念及性能特点,研究并给出了改善输入级传输特性的线性程度并扩大线性范围的方法.

宽范围线性可调OTA的设计及应用

为了解决基本差分式OTA输入范围有限,跨导不能线性调节且调节范围不宽的问题,采用两个平方电路分别为两个基本差分式OTA提供偏置电流,实现了一种跨导宽范围线性可调全差分OTA(LOTA)。通过引入参考电流,解决了电压输入范围和跨导调节范围不能同时增大的矛盾,同时又实现了跨导增益从负到正的范围内连续线性调节。作为应用,利用提出的LOTA作为基本模块实现的二阶通用滤波器可实现极点频率连续线性调节。电路的性能通过PSPICE仿真得到了验证。

单OTA非线性电阻电路的设计

借助于分段线性化技术和3端口电阻网络优势矩阵条件,提出了一种利用OTA固有非线性饱和特性设计有用的非线性驱动点特性的方法。设计的电路仅由一个OTA和几个线性正值电阻构成。给出了通用设计电路和设计算法,并对设计的电路进行了实验验证。

基于OTA的模拟元件电路非线性特性建模

研究了一种典型CMOS源耦合差分对管电路(OTA)的非线性特性,得到非线性失真项。据此,导出了由OTA构成模拟电阻和模拟电感以及其他一些模拟元件电路的非线性特性解析式,这些解析式对于上述单元电路所构造的各种滤波器的非线性分析具有一定价值,而其推导方法可以应用于其他类似的电路。

基于OTA的线性模拟函数的实现

提出了一种基于OTA网络实现任意阶传输函数的通用方法。该方法先分解传输函数为两个低通函数,然后用基于OTA的基本模块以级联方式实现低通函数。文中详细研究了综合实现过程、基本模块的构成和电路实现及优化,并对4阶Butterworth带通滤波电路进行PSPICE仿真,仿真结果表明该方法正确可行。

一种宽带高电源抑制比的低压差线性稳压器

介绍了一种宽带高电源抑制比的LDO结构。首先对传统采用运放结构的LDO难以满足PSR与运放增益带宽积的折中问题进行了分析,然后分析了采用OTA结构的LDO功耗较大的问题。为了解决上述问题,提出一种基于非对称OTA的LDO结构,功耗有了明显改善;同时在输出端支路加入了共源共栅管,进一步提升了该结构的PSR性能。采用SMIC0.18μm工艺完成设计与仿真,仿真结果表明在1MHz频率处PSR为-59.6dB,相比于传统LDO提升了19%,功耗仅为传统结构的三分之一。

放大技术、放大器

Y2000-62067-179 0009460低噪声放大器设计及表示红外探测器低频噪声特性的低噪声放大器=Low noise amplifier design and lownoise amplifiers for characterizing the low frequency noiseof infrared detectors[会,英]/Howard,R.M.//1998IEEE International Conference on Optoelectronic and Mi-croelectronic Materials and Devices.—179～182(EC)

基于EOTA的多功能连续域滤波器设计

提出了一种基于EOTA的多功能连续域滤波器设计方法.通过调节EOTA的偏置电流改变其跨导gmT,实现EOTA滤波器的中心频率、Q值和通带增益外部正交可调,将非线性误差减小到0.54%,降低了电路中无源和有源元件的灵敏度,提高了电路前端芯片的集成度.结果表明此滤波器有效地实现了低通、高通、带通特性,达到了设计要求.

一种低功耗大摆率Class-AB OTA电路设计

为提高低功耗条件下运放电路的工作速度,基于Class-AB复合型差分对、非线性电流镜传输、交叉耦合对管正反馈3种结构的有机组合,提出了一种高速运算跨导放大电路(OTA)的结构设计方案.该方案在低功耗条件下,电路具有优异的摆率倍增性能,同时电路小信号带宽与低频增益得到一定程度的改善.电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺进行设计并完成MPW流片.在5 V电源电压下测试得到的电路静态功耗仅为11.2μA,最大上升沿与下降沿摆率分别为10和2 V/μs,低频增益60 dB以上,单位增益带宽达到3 MHz.结果表明,新型Class-AB OTA电路比同类参考OTA电路具有更高的大信号瞬态响应品质因子.

低功耗Zigbee收发器镜像抑制滤波器设计(英文)

分析镜像抑制和带外衰减的要求,设计了适用于2.4GHz Zigbee无线收发前端的镜像抑制滤波器。电路采用7阶巴特沃思OTA-C双二次结构,通过线性变换实现复数滤波。采用交叉耦合输入跨导器,扩大了输入线性范围。为减小滤波器频率偏差,设计了一种锁相环频率修调电路。电路利用0.18μm CMOS工艺实现。测试结果表明,复数滤波器带宽2.54MHz,镜像抑制大于35dB,偏移3.5MHz抑制超过50dB。在1.8V电源电压下电流为0.86mA。

GPS接收机镜像信号抑制

分析了GPS接收机镜像信号抑制的要求,设计应用于低中频GPS接收机的镜像抑制复数滤波器.滤波器基于OTA-C双二次结构,通过线性变换实现频率搬移.采用了带源极负反馈的全差分跨导器以扩大输入线性范围.设计了基于环形振荡器的数字调谐锁相环以减小滤波器频率偏差.电路采用0.18μmCMOS工艺实现.测试结果表明,滤波器带宽为3.1MHz,偏移5MHz抑制为50dB,频率修调误差小于±1.5%.镜像抑制大于35dB,1.8V电源电压下滤波器和修正电路电流分别为0.82mA和0.23mA.

基于线性可调全差分OTA的电容倍增器

为了解决在集成电路中制作大容量电容器困难的问题,设计了一个线性可调跨导运算放大器(LO-TA),利用3个所设计的LOTA和1个接地电容实现了1个浮地电容倍增器.提出的电容倍增器能够通过调节相应LOTA的外部控制电流的比值实现电容容量的线性调节,调节范围为1～103倍时误差小于0.3%.电路的性能通过一个二阶电流模式滤波器和PSPICE仿真得到了验证.