新型低压微功耗伪差分跨导放大器设计

本文针对全差分跨导放大器电源电压偏高、功耗较大,以及常规伪差分跨导放大器增益和共模抑制比不高的问题,采用带反相器和共模前馈的伪差分输入级、自偏置电流镜结构的输出级,以及正体偏置技术和TSMC 40nm CMOS工艺,设计一个新型低压微功耗高增益高共模抑制比的伪差分跨导放大器。Cadence Spectre仿真结果表明,在0.5V的电源电压下,该跨导放大器的开环增益为51.8dB,单位增益带宽为18.6 MHz,相位裕度为70°,共模抑制比达到135dB,电源抑制比达到107dB,而功耗仅为3μW,具有较好的综合性能,可作为大多数要求较高的前端微弱信号放大器。     

高线性度低功耗OTA的实现

采用衰减器技术和负反馈设计了一种新的高线性度低功耗的跨导运算放大器（OTA）.提出的OTA能有效地抑制3次谐波分量（HD3）从而使其线性度得到很大改善,同时它可以通过改变衰减器因子实现跨导可调.电路采用TSMC 0.18 m工艺在Cadence的Spectre 中进行设计与仿真,结果表明它的线性范围为-0.65~0.65 V,功耗仅为0.73 mW.最后通过一个四阶OTA-C滤波器验证了该OTA的性能.     

一种低功耗跨导电阻电容型镜像抑制复数滤波器

针对无线传感网(WSN)对射频接收机低功耗的要求,提出了一种适用于WSN低中频接收机的一阶跨导电阻电容型(Gm-R-C)镜像抑制复数滤波器.该结构采用2个低功耗的全差动Gm单元和R-C负载对同相/正交输入信号进行低通滤波,频率变换则通过另外2个交叉耦合的差动Gm单元来实现.在详细分析一阶单元线性度、中心频率和调节范围的基础上,采用0.35 μm CMOS工艺设计了一个4阶巴特沃斯复数滤波器,带宽为160 kHz,中心频率为300 kHz.在1％的器件失配下,仿真得到的镜像抑制比达到50 dB,带内的输入3阶截取点功率为25.1 mW,通带增益为18 dB,输入参考噪声均方根电压值为35 μV;在2.7V电源电压下,滤波器消耗总电流仅为760 μA.仿真结果表明,滤波器的各项性能均满足WSN系统的需求并具有较低的功耗.     

脑电信号检测专用集成电路的设计

采用CSMC双层多晶、双层金属、N阱0.6μm互补金属氧化物半导体工艺,设计一种脑电信号检测专用集成电路(ASIC).系统包含基于斩波技术的差分差值放大器、跨导运算放大器(OTA)-C低通滤波电路、增益调整电路、两相非重叠时钟产生电路和带隙电压基准等电路.仿真结果表明,输入信号在-0.862~0.902V范围内,输入和输出都是线性关系,且共模抑制比可达114 dB,符合设计要求.     

基于0.5μm CMOS工艺的高速运放

设计了高单位增益带宽积、大摆率、宽输出摆幅的运算放大器,该运算放采用了两级全差动结构.设计采用增加1个前馈放大级电路,以此产生1个左半平面零点并与第一个次极点相抵消的频率补偿方案,达到了环路稳定的要求.另外,提出一种新颖的共模反馈(CMFB)方案,使共模抑制比达到62dB,电路采用CSMC公司的0.5μm CMOS数模混合信号工艺设计并经过流片.测试结果表明,在单电源3.3 V电压下,运放的直流增益为65.5 dB,单位增益带宽积达350 MHz以及±2.7 V的输出摆幅.     

前馈型轨到轨恒跨导恒增益CMOS运算放大器

设计了一种恒跨导恒增益的轨到轨运算放大器.输入级采用一倍电流镜控制的互补差分对结构,实现轨到轨和恒跨导.通过分析运算放大器电压增益随共模电压变化的原因,提出了一种前馈型恒增益控制模块,可以根据共模电压开启或关闭附加电流源,使运算放大器电压增益保持恒定.输出级采用前馈型AB类输出结构,以达到轨到轨输出效果.采用Chartered公司0.35μm工艺进行流片,仿真及测试结果表明:该运算放大器的直流开环增益为125dB,单位增益带宽为8.879MHz,在整个共模范围内电压增益最大变化率为1.69%.     

一种应用高线性度OTA的具有宽调节范围的G_m-C滤波器（英文）

提出了一种改进的高线性度、宽调节范围的可调跨导运算放大器(OTA).其采用输入衰减和交叉耦合差分对两种线性化技术实现高线性度.此外采用源级退化电流镜结构对跨导值进行调节,实现了20倍的调节范围,同时保证了调节过程中维持相同的输入电压幅度.为了验证该OTA结构的有效性,设计了一个3阶低通滤波器.电路采用0.18μm SMIC CMOS工艺模型,仿结果显示,滤波器实现了从600 k Hz到10 MHz的线性调节,电流消耗为0.9-1 m A,其IIP3最高24.8 d Bm.     

基于OTA的宽带数控电压放大器的仿真设计

本文介绍了一种基于OTA的宽带数控电压放大器的仿真设计过程。首先对一大输入范围的改进型OTA电路进行spice仿真,观察其线性跨导范围,输入电压线性范围以及幅频特性,并在此基础上创建Multisim元件库中的OTA模块,利用OTA进行宽带数控电压放大器的设计。最后从仿真波形和数据看,利用改进型的OTA设计的宽带数控电压放大器具有较好的性能。     

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。     

一种高共模输入范围高输出电压摆幅的CMOS运算放大器

本文报道了一种具有高共模输入范围和高输出电压摆幅的ＣＭＯＳ运算放大器。为了达到高的共模输入电压范围，使用了互补差分对。输出级采用了ＡＢ类推挽输出以获得高的输出摆幅。计算机模拟结果表明，运算放大器具有７３ｄＢ的开环增益。在电源电压为±５Ｖ时，负载电阻为１０ｋΩ，输出电压摆幅为±４．８Ｖ。