一种新型电流镜运算跨导放大器的设计

针对传统低压微功耗电流镜运算跨导放大器存在低增益和小摆率的缺陷,设计了一款新型电流镜运算跨导放大器。在不影响电路的静态功耗和稳定性的基础上,该运算跨导放大器采用增益提高(gain-boosting,GB)结构,增大了电路的小信号增益;引入开关型摆率增强(switched slew-rate enhancement,SSRE)结构,提高了电路的大信号摆率。基于UMC 0.11μm标准CMOS工艺进行电路设计和仿真。仿真结果表明:在1.2 V电源电压和10 pF负载电容下,与传统电流镜运算跨导放大器相比,设计的新型电流镜运算跨导放大器的增益提高了47 dB,正摆率提高了11.2倍,负摆率提高了12.4倍。

基于可编程跨导运算放大器POTA低通有源滤波器设计

该文给出了基于可编程跨导运算放大器(POTA)的有源滤波器设计方法,能在一定范围内实现跨导值程控调节,提高调节精度和准确度。并且利用Jacobi法求解相似对角形矩阵,避免解高次方程的难题。所设计的有源滤波电路不易受分布电容的影响,稳定性好、灵敏度低。本文给出了设计实例,显示了该方法的优点。

一款基于电荷泵高压内电源的恒定跨导轨到轨运算放大器

设计了一款基于电荷泵高压内电源的恒定跨导轨到轨运算放大器.输入级采用PMOS差分对结构,通过电荷泵产生高于电源电压的输入级内电源,使运放在轨到轨输入范围能正常工作并保持输入跨导恒定.电荷泵电路所需的时钟信号通过内部振荡器电路产生,再通过电压自举电路和时序电路产生所需电平的非交叠开关控制信号,最后利用时间交织结构输出连续稳定的高压内电源.在电荷泵实现中还采用了辅助开关结合跟随运放的结构降低了主开关在切换时的毛刺.该运放在折叠式共源共栅结构中使用增益自举结构提高了总体增益,输出级采用class AB类输出结构实现轨到轨输出.该运算放大器基于0.5μm CMOS工艺完成电路与版图设计,仿真结果表明,在5 V电源电压下,直流增益为150.76 dB,单位增益带宽为53.407 MHz,相位裕度为96.1°,输入级跨导在轨到轨输入共模范围内的变化率为0.00125%.

一种全差分的高速CMOS运算跨导放大器(OTA)的优化设计

全差分高速CMOS运算跨导放大器由一个折叠 级联输入级和一个共源输出增益级构成 ,并采用Cascode补偿技术 在对运算跨导放大器的性能做了详细的分析后 ,设计出一个采用单纯形优化算法的优化程序 ,它能够快速地设计出满足指标的运算跨导放大器

轨到轨运算放大器设计——创新电荷泵结构应用

主要探讨了创新的电荷泵轨到轨输入级和 AB 类输出结构的应用。文章首先对整体电路的功能特点进行了详细分析,解释了如何通过各个模块的协同工作实现高效率和高性能。这些模块包括带隙基准模块、振荡器模块、电荷泵模块、主运放模块。每个模块的实现方式和结构都进行了深入探讨,揭示了它们如何共同贡献于整体电路的高效运作。最后,文章通过电路仿真结果验证了所提出设计的有效性,展示了在不同条件下的性能指标,证实了这种设计在实际应用中的可行性和优势。

一种恒跨导高增益轨到轨运算放大器

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种新颖的恒跨导高增益轨到轨运算放大器。输入级仅由NMOS管差分对构成,采用电平移位及两路复用选择器控制技术,在轨到轨共模输入范围内实现了输入级恒跨导。中间级采用折叠式共源共栅放大器结构,运算放大器能获得高增益。输出级采用前馈型AB类推挽放大器,实现轨到轨全摆幅输出。利用密勒补偿技术进行频率补偿,运算放大器工作稳定。仿真结果表明,在1.8V电源电压下,该运算放大器的直流开环增益为129.3dB,单位增益带宽为7.22MHz,相位裕度为60.1°,整个轨到轨共模输入范围内跨导的变化率为1.44%。

一种低电压CMOS折叠-共源共栅跨导运算放大器的设计

设计了一种全差分折叠共源共栅跨导运算放大器,并将其应用于80MHz开关电容带通ΔΣA/D转换器中。该跨导运算放大器采用0.35μmCMOSN阱工艺实现,工作于2.5V电源电压。模拟结果表明,该电路的动态范围为80dB、直流增益63.4dB、单位增益带宽424MHz;在最大输出摆幅、建立精度为0.1%时,建立时间为7.5ns,而功耗仅为7.5mW。

基于跨导运算放大器的多模多频可重构滤波器的设计

研究了多模多频的射频前端接收机中的滤波器的设计。为使滤波器具备多模式、多功能等特点,减小尺寸、降低功耗,克服电调谐不方便、线性度低的问题,提出了一种基于跨导运算放大器(OTA)的多模多频可重构滤波器的设计方法,该方法通过设置合适的开关阵列,使同一个电路拓扑实现不同的工作模式,且每种工作模式都可实现多种滤波功能。该方法设计的滤波器电路结构简单,易于集成,硬件复用率高,且实验证明功能多样,线性度高,适合应用到单片集成的多模多频接收机中。

高性能Rail-to-Rail恒定跨导CMOS运算放大器

基于UMC的0.6μm BCD 2P2M工艺,探讨了一种高性能Rail-to-Rail恒定跨导CMOS运算放大器.该运算放大器的输入级采用互补差分对,其尾电流由共模输入信号来控制,以此来保证输入级的总跨导在整个共模范围内保持恒定.输出级采用ClassAB类控制电路,并且将其嵌入到求和电路中,以此减少控制电路电流源引起的噪声和失调.为了优化运算放大器低频增益、频率补偿、功耗及谐波失真,求和电路采用了浮动电流源来偏置.该运算放大器采用米勒补偿实现了18MHz的带宽,低频增益约为110dB,Rail-to-Rail引起的跨导变化约为15%,功耗约为10mW.

一种恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计

设计了一种新颖的恒跨导轨对轨CMOS运算放大器结构。输入级采用轨对轨的结构,在输入级采用4个虚拟差分对管来对输入差分对的电流进行限制,使运放的输入级跨导在工作范围内保持恒定。输出级采用前馈式AB类输出结构,以使输出达到全摆幅。仿真结果显示,在5 V电源电压和带有10 pF电容与10 kΩ电阻并联的负载下,该运放在共模输入范围内实现了恒跨导,在整个共模输入范围内跨导变化率仅为3%,输出摆幅也达到了轨对轨全摆幅,运放的开环增益为108.5 dB,增益带宽积为26.7 MHz,相位裕度为76.3°。

用于低功耗A/D转换器的运算跨导放大器设计

设计了一种适用于采用级间共用运放技术的10bit流水线A/D转换器(ADC)的低功耗全差分运算跨导放大器(OTA).该放大器由一个改进的折叠共源共栅结构和一个套筒共源共栅结构共同组成,利用时钟控制,使ADC的采样保持和余量增益电路正常工作并满足其性能要求.基于0.6μmCMOS工艺对电路进行了设计,并利用HSpice软件对电路进行了仿真.仿真结果表明,该放大器在采样保持和奇数级电路中开环增益为60dB,偶数级电路开环增益为50dB,总功耗仅为4.5mW,满足低功耗ADC所要求的性能指标.

一种3VCMOS恒跨导运算放大器的设计

提出了一种适合在 3 V电源电压下工作的 CMOS运算放大器 ,其动态工作范围为 0～ 3V,在整个工作范围内 ,运算放大器的跨导基本保持不变 ,给出了 BSIM3 V3模型下的 Hspice模拟结果。

一种应用于14位ADC的运算跨导放大器

基于SMIC 0.18μm标准CMOS工艺,设计了一种应用于40MHz采样频率的14位高精度流水线ADC电路的运算跨导放大器,包括增益级电路、前馈级电路、共模反馈及偏置电路。放大器的输入增益级采用带正反馈环路的增益自举技术,在低频时实现了较高的增益。区别于传统频率补偿技术,使用一种新型无密勒电容的前馈频率补偿方案,实现了在不同工作状态下的频率补偿。仿真结果表明:在3V电源电压下,运放的直流增益为156dB,单位增益带宽积为1.03GHz,输出摆幅为2.5V,建立时间为9.3ns,可满足高精度流水线ADC性能要求。

一种0.18μm CMOS低电压低功耗跨导运算放大器

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种低电压、低功耗跨导运算放大器。基于BSIM3V3.1Spice模型,采用Hspice对整个电路进行仿真。在±0.75V电源电压下,电路的直流开环增益达到83dB,相位裕度为63°,功耗为14μW。采用一种应用于低电源电压、低功耗的基准电路,不仅可为运放提供稳定的偏置电流,而且进一步降低了电路的总体功耗。

一种低压低功耗恒跨导轨到轨运算放大器设计

提出了一种恒跨导轨到轨运算放大器,输入级电路采用三倍电流镜结构,补偿输入差分对管的静态电流,降低输入级跨导变化率;中间级电路采用两个三层MOS管共源共栅结构代替传统轨到轨运算放大器中的四层MOS管套筒式共源共栅结构,实现四端输入转为双端输出,并降低电源电压;输出级电路采用交差耦合输出结构,实现轨到轨输出,同时完成双端输入转单端输出,设计一种恒跨导轨到轨运算放大器。基于TSMC 0.18μm工艺完成电路与版图设计,使用Spectre完成仿真。结果表明,在电源电压为1 V,输入电压从0 V变化到1 V时,该放大器可实现0~1 V的轨到轨输出,静态功耗仅为44μW,输入级跨导变化率为5.5%,实现了低电源电压、低功耗和恒跨导的性能指标。

CMOS浮地电源交叉耦合运算跨导放大器

提出了一种高线性度运算跨导放大器．该电路采用ＣＭＯＳ对管和浮地电源交叉耦合作输入级。对所描述的电路进行了理论分析和计算机模拟．结果表明，在传输特性的非线性误差不大于１％时，电路的差动输入电压范围可达±２．８Ｖ。

低电压全摆幅恒跨导CMOS运算放大器的设计

给出了一种常用两级低电压CMOS运算放大器的输入级、中间增益级及输出级的原理电路图,并阐述其主要工作特性.输入级采用了NMOS管和PMOS管并联的互补差分输入对结构,使输入共模电压范围达到全摆幅(rail-to-rail),并采用了成比例的电流镜技术以实现输入级跨导的恒定;中间增益级采用了适合低电压工作的低压宽摆幅共源共栅结构的电流镜负载,提高了输出电阻,进而提高了增益,同时更好的实现了全摆幅特性;输出级采用了高效率的推挽共源极功率放大器,使输出电压摆幅基本上可以达到全摆幅;为了保证运放的稳定性与精确性,其基准电流源采用一个带电流镜负载的差分放大器;为防止运放产生振荡,采用了带调零电阻的密勒补偿技术对运放进行频率补偿.

一种低功耗恒跨导CMOS运算放大器的设计

文章分析了传统的轨到轨运算放大器输入级电路,设计了一种低功耗、恒跨导CMOS运算放大器。整个电路基于0.5μm标准N阱CMOS工艺进行设计,采用HSPICE工具仿真,在3 V单电源工作电压情况下,功耗约为0.15 mW,当电路驱动3 pF电容的负载时,电路的直流增益达到78 dB,单位增益带宽达到3 MHz,相位裕度为81°,达到了设计的低功耗、恒跨导的要求。

基于SOC应用恒定跨导Rail-to-Rail CMOS运算放大器

基于SOC应用,采用CSMC 0.5μm DPDM CMOS工艺,设计了一种恒定跨导的Rail-to-Rail CMOS运算放大器。该运算放大器采用平方根电路恒定输入级总跨导;同时运用Class AB推挽电路作输出级,获得高驱动能力和低谐波失真。在5 V单电源工作电压、30 pF负载电容和10 KΩ负载电阻情况下,经过Hspice仿真,运放的直流开环增益达到98 dB,相位裕度为65°,输入级跨导最大偏差低于17%。

电流提升CMOS运算跨导放大器

提出了一种设计CMOS运算跨导放大器(OTA)的新电路结构,这种结构是在基本OTA中引入偏置电流提升电路,故称为电流提升OTA。讨论了电路设计方法,并用3μmP阱CMOS工艺制出了器件样品。测试结果表明,这种新结构OTA在输入信号允许范围、—3dB带宽、转换速率等方面均优于基本OTA。作为一个应用实例,用两个电流提升OTA及两个分立电容组成了二阶高通滤波器,该滤波器的截止频率f_O可由电信号连续调节,其可调范围是从10KHz至300KHz。