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。

无共模反馈电路的低功耗可变增益放大器

设计了一种低功耗高动态范围数字控制的可变增益放大器。提出了一种新的稳定输出共模电平的方法,在负载电阻切换的同时改变流过电阻中的电流来保持电阻上的电压降不变,从而稳定输出共模电平。该方法无需额外的共模反馈电路,降低了功耗。同时采用级间电容耦合结构解决了直流失调问题,不需要直流失调校准电路。采用TSMC 0.18μm CMOS工艺进行了电路设计和仿真。仿真结果表明,该可变增益放大器消耗的平均电流为504.7?A,?3 dB带宽大于1.16 MHz,动态范围达到了81 dB,变化步长为3 dB,增益误差小于±0.65 dB。

一种高速LVDS驱动电路的设计

介绍了一种采用0.18μm CMOS工艺制作的高速(500 MHz)LVDS驱动电路。分析了开关时序和共模反馈对电路的影响,采用开关控制信号整形电路和基于"主-从"结构的共模设置电路,得到适当的开关时序和较好的共模电平设置,使LVDS输出电路具有更小的过冲电压和更稳定的共模电平。该LVDS驱动电路用于1 GHz 14位高速D/A转换器芯片。样品电路测试结果表明,输出速率在500 MHz时,LVDS驱动电路的指标满足IEEE-1596 reduced range link标准。

一种用于流水线A/D转换器的低功耗采样/保持电路

文章介绍了一种适用于10位20 MS/s流水线A/D转换器的采样/保持(S/H)电路。该电路为开关电容结构,以0.6μm DPDM CMOS工艺实现。采用差分信号输入结构,降低对共模噪声的敏感度,共模反馈电路的设计稳定了共模输出,以达到高精度。该S/H电路采用低功耗运算跨导放大器(OTA),在5 V电源电压下,功耗仅为5 mW。基于该S/H电路的流水线A/D转换器在20 MHz采样率下,信噪比(SNR)为58dB,功耗为49mW。

一种应用于开关电容电路的0.9V自适应偏置OTA

设计了一种应用于开关电容电路的自适应偏置的低电压、低功耗开关运算跨导放大器。采用负阻负载技术和自适应偏置技术,分别提高了放大器的增益和转换速率;采用电流镜型OTA技术降低功耗,并通过控制开关关断非工作状态下的运放电源,进一步降低了功耗。新型开关电容共模反馈电路的共模电压可在一个时钟周期内快速稳定,不增加额外功耗,不限制输出摆幅。在SMIC 0.18μm工艺下的仿真结果表明,OTA在0.9V供电下,直流增益达60dB,增益带宽积为1.81 MHz,转换速率为0.94V/μs,功耗为4.16μW。

两级运放中共模反馈电路的分析与设计

在两级共源共栅CMOS运算放大器中,设计了一种新的共模反馈电路。这种电路克服了一般共模反馈电路存在的限制输出摆幅的缺点,在稳定电路直流工作点的同时,能有效提高电路的输出摆幅。通过对共模电路结构的分析,证明了其功能原理的正确性。基于0.18μm(3V)CMOS工艺库,用Hspice软件对电路结构进行了仿真验证。结果显示,电路低频增益达到120dB,功耗不到0.24mW。

一种动态开关电容运算放大器共模负反馈电路

本文主要介绍了一种应用于Cascode结构运放中的开关电容共模负反馈电路,它具有稳定性好、对运放频率特性影响小、不消耗额外功率等优点。对电路运用Hspice进行了模拟,并给出了模拟结果。

等效变换法分析单端输入差动放大电路的几个误区

在单端输入的差动放大电路工作原理教学中,对共模反馈电阻R e的作用,往往采用等效变换法进行分析,如果不注意正确使用分析条件会得出错误的结论,本文从理论和实践上指出了利用这种分析方法分析单端输入差动放大电路的局限性,最后给出了正确的分析方法及结论。

一种用于流水线ADC的高速采样保持电路

介绍了一种适用于10位80MS/s流水线模数转换器(Pipelined ADC)的采样/保持(S/H)电路。该电路为开关电容结构,以0.25μm CMOS工艺实现。采用栅源电压恒定的栅压自举开关和底极板采样技术,极大地减小了采样的非线性失真。基于该S/H电路的流水线A/D转换器在80MHz采样率下,输入信号为奈奎斯特频率时,无杂散动态范围(SFDR)为84.9dB,有效位数(ENOB)达到10位。

开关电容共模反馈理论分析

长期以来,开关电容共模反馈被广泛应用于全差分OTA中,但缺乏足够的理论分析,以至于出现设计的盲目性。本文在前人的理论分析基础上创新的提出了新的开关电容共模反馈的连续时间等效共模和差模分析模型,对开关电容共模反馈电路的共模和差模特性进行分析,进而为开关电容共模反馈电路设计提供了强有力的理论支持。

一种用于MEMS加速度传感器的低功耗低噪声全差分电路

设计了一种用于MEMS加速度传感器的低功耗低噪声的全差分电路,采用套筒式电路结构,增加了输出阻抗,减少了功耗和噪声。适当的共模反馈,提高了环路足够的补偿,避免了输出信号的失真,确保获得好的相位裕度以及一个快速的反应。在0.5μm CMOS工艺模型下,Cadence Spectre电路仿真的结果表明,电源电压为5 V,频率的范围是0.1 Hz到100 MHz时,得到电路的噪声大小是5.777 891μV·Hz^(–1/2),功耗大小为41.768 m W,版图的面积为1834.18μm×1446.87μm。这一电路可以用于地震监测以及石油勘探等领域。

用于晶体振荡器温度补偿的次方电压产生方法

为了获得更高精度的时钟源,需要对晶体振荡器进行温度补偿以便减小频率随温度的变化。对比晶体振荡器不同的温度补偿方式,模拟温度补偿具有较高的性能,而模拟温度补偿电路的主要模块就是获取与温度成次方关系的补偿电压。文中采用了一种模拟乘法器的方法来获得与温度成不同指数关系的电压,在全差分放大器的输入端接入4个MOS管,利用其工作于线性区时的电流电压关系并结合全差分放大器来实现两个模拟量之间的相乘,进而获得与温度成1次方、2次方、3次方、4次方和5次方关系的补偿电压。获得的这些电压通过加和电路叠加后即可用于晶体振荡器的高阶温度补偿。通过仿真,得到全差分放大器的差模增益为78.6 dB,乘法器可以实现两个信号的相乘,且应用该方法进行补偿的晶体振荡器的频率偏移为±2 ppm。

增益可调通用高精度负载电流检测电路

为了实现量化电流检测及提高检测精度,提出了一种负载电流检测电路.通过采用具有完全对称结构的共模负反馈以及差模正反馈检测架构,实现了对由制造工艺所引起失调的良好抑制,同时在电源轨范围内可对微小误差信号具有极其稳定且任意可调的放大倍数.该电路采用30V双极-CMOS-DMOS工艺实现,仿真及实测结果证明在各工艺角下,-40°-125°温度范围内检测误差均小于±3%.

开关电容共模反馈电路建模与实现

针对共模反馈控制信号偏低的缺点,提出1种新的主电路尾电流源结构以提高共模反馈控制信号幅值.应用时域、频域分析方法对开关电容共模反馈电路进行理论分析和推导并建立等效时域模型.在功能验证中,采用BCD工艺,以开关电容采样保持电路为例建立实际电路模型并进行仿真测试.结果证明,共模反馈电路不仅使输出差模信号毛刺减小,主电路共模抑制比增加,而且使共模反馈响应速度快、抗扰动性强、鲁棒性好.