低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

为了有效降低模拟集成电路的功耗,提高工艺兼容性,文中提出了一种全CMOS结构的低电压、低功耗基准电压源的设计方法.该方法基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比.仿真结果表明:在1.0V的电源电压下,输出基准电压为609.mV,温度系数为46×10-6/K,静态工作电流仅为1.23μA;在1.0～5.0V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74.0dB.由于使用了无寄生双极型晶体管的全CMOS结构,该电路具有良好的CMOS工艺兼容性.     

CMOS RGC低噪声跨阻放大器

光纤通信系统接收端前置放大器的性能很大程度上决定着整个光纤通信系统的性能.基于CMOS工艺,给出了一个RGC结构的,应用于2.5Gbit/s光纤通信系统的低噪声跨阻放大器的实现方式.RGC结构具有极低输入电阻特性,同时,为了减小输入等效噪声电流和提高-3dB带宽,采用了跨导增大技术和感性峰值技术.采用SMIC的0.18μm CMOS工艺的仿真结果表明该电路具有61.23dB的跨阻增益,2.09GHz的带宽,输入等效噪声电流为9.4pA/(Hz)~(1/2),电路功耗仅为16.2mW.     

一种低电压、低功耗CMOS基准电压源的设计

本文设计了一种低电压、低功耗、高电源抑制比CMOS基准电压源。该电路基于工作在亚阈值区的MOS管,利用PTAT电流源与微功耗运算放大器构成负反馈系统以提高电源电压抑制比。SPICE仿真显示,在1V的电源电压下,输出基准电压为609mV,温度系数为72ppm/℃,静态工作电流仅为1.23μA。在1-5V的电源电压变化范围内,电压灵敏度为130μV/V,低频电源电压抑制比为74dB。该电路为全CMOS电路,不需要用到寄生PNP三极管,具有良好的CMOS工艺兼容性。     

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。     

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.     

大整数除法器硬件电路研究与实现

为加快传统的大整数除法的运算速度,提出了一种适合硬件实现的低功耗大整数除法快速算法,在此基础上设计了一个低功耗大整数除法器硬件电路:将2个大整数分别存储在独立的随机访问存储器中,结合控制器和状态机,以实现高速数据读取和计算.所提出的除法器具备高速和低功耗特性,且支持多种位宽的除法以及求模运算,最高可支持4 096位的被除数以及2 048位的除数.使用130 nm CMOS工艺,从面积、功耗和速度方面对大整数除法器硬件电路进行分析,结果表明:该除法器的主频最高可达125 MHz,总面积为0.12 mm2,每兆赫兹消耗的功耗为10 μW.     

光发射功率自适控制系统中CMOS低噪声跨阻放大器设计

设计了一种应用于光发射功率自适控制系统中的低噪声宽带跨阻放大器,用0．6μm CMOS工艺实现,在156MHz-3dB带宽范围内最小均方根等效输入噪声电流为130pA／√Hz,在无光状态时电路的总电流为3．3mA,功耗低于国外同类产品。     

低压低功耗CMOS电流反馈运算放大器的设计

电源电压的下降对模拟电路的设计是一个难题。如今模拟电路的典型电源电压大约是2.5～3V但是发 展的趋势表明电源电压将是1.5V甚至更低。在这种情况下,国内外研究人员致力于设计适用于标准CMOS工 艺的低压电路结构,主要在文献[1]基础上设计了一种新型的CMOS电流反馈运算放大器（CFOA）使用了 0.5μmCMOS工艺参数（阈值电压为0.7V),模拟结果获得了与增益关系不大的带宽,在1.5V电源电压下产生 了约6.2mV 的功耗。     

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。     

应用于OFDM超宽带系统中的0.18 μm Gm-C滤波器和可变增益放大器的设计

设计了一种应用于OFDM UWB系统中的完全采用CMOS工艺的滤波器和VGA.滤波器采用5阶Chebyshev近似、G-mC biquad结构,转折频率为264 MHz,OTA采用伪差分结构以提高滤波器的线性度;VGA采用跨导增强型源级负反馈结构来控制增益,并加入源级负反馈电容进行高频补偿以拓展带宽.采用DC OffsetCorrection电路降低直流失调,并通过数字控制电容阵列(DCCA)来实现滤波器的转折频率的调谐.电路采用0.18μm CMOS工艺,1.8 V电源电压.电路的仿真结果表明滤波器和VGA系统的增益为6~48 dB,可变增益为42 dB,6 dB/step,在输入电压峰峰值为100 mV时THD小于-54 dBc,线性度为-6.35 dBV,噪声系数在通带内小于25 dB,消耗电流为30 mA.     

0.18μm CMOS高集成度可编程分频器的设计

采用标准0.18 μm CMOS工艺,提出了一种高集成度可编程分频器.该电路所采用技术的新颖之处在于：基于基本分频单元的特殊结构,对除2/除3单元级联式可编程分频器的关键模块进行改进,将普通的CML型锁存器集成为包含与门的锁存器,从而大大提高了电路的集成度,有效地降低了电路功耗,提升了整体电路速度,并使版图更紧凑.仿真结果表明,在1.8V电压、输入频率Fin=1 GHz的情况下,可实现任意整数且步长为1的分频比,相位噪声为-173.1 dBc/Hz@1 MHz,电路功耗仅为9 mW.     

基于改进的电流传送器的模拟乘法器设计

为优化四象限模拟乘法器的电路性能, 以满足现代模拟信号处理电路高频低噪的应用要求, 提出了一种新 型低压四象限模拟乘法器。 该乘法器以基于改进的电流传送器(MDDCC: Modified Differential Difference Current Conveyor)的模拟平方器为基本电路, 采用台湾积体电路制造公司的 0. 18μm CMOS 工艺的 PSPICE(Personal Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)计算机软件进行仿真。 仿真结果表明, 该四象限乘法器具有良 好线性, 输入电压的范围为-0.1 V ~ +0.1 V, 截止频率为451.307 MHz, 当输入电压峰值为100 mV 时, 输出噪声 电压小于150 nV。 与已有乘法器比较, 该乘法器电路具有较好的线性特性以及较高的截止频率和带宽, 输出噪声 电压有所减少, 在高频信号处理系统中性能更优。     

高阶曲率补偿电流模式的CMOS带隙基准源

为获得一个稳定而精确的基准电压,提出了一种适用于低电源电压下高阶曲率补偿的电流模式带隙基准源电路,通过在传统带隙基准源结构上增加一个电流支路,实现了高阶曲率补偿。该电路采用Chartered 0.35μm CMOS工艺,经过Spectre仿真验证,输出电压为800mV,在-40～85℃温度范围内温度系数达到3×10^-6℃^-1,电源抑制比在10kHz频率时可达-60dB,在较低电源电压为1．7V时电路可以正常启动,补偿改进后的电路性能较传统结构有很大提高．     

Zigbee接收机内嵌CMOS程控增益放大器设计

针对低中频结构Zigbee接收机,设计一个CMOS程控增益放大器,在低功耗下实现了宽dB线性动态范围和高线性度。程控增益放大器提供70dB数字控制的线性动态范围,增益步长为2dB,增益误差≤±1dB,工作带宽1MHz～3MHz,最大增益时IIP3为1.86dBm,功耗3.14mW。采用SMIC 0.18 CMOS工艺,供电电压1.8V。     

一款工作于2.4 GHz频段的带有源负载的高性能双平衡有源混频器

对带有源负载的CMOS双平衡Gilbert有源混频器的1/f噪声、线性度与转换增益进行深入分析。这款采用PMOSFETs做负载的混频器工作于2.4 GHz频段。为降低混频器的1/f噪声, 利用双阱工艺中的寄生垂直NPN晶体管作为开关, 同时在PMOSFETs处并联最低噪声的分流电路作为负载。运用在PMOSFETs处的高性能运算放大器, 不仅为零中频输出提供了合适的直流偏置电压, 以避免下级电路的饱和, 并能够为混频器提供足够高的转换增益。同时, 在输入跨导(G_m)级电路中采用电容交叉耦合电路能够将转换增益进一步提高。为了增加混频器的线性度, 采用共栅放大器作为输入跨导级电路。这款混频器采用TSMC 0.18m 1-Poly 6-Metal RF CMOS工艺, 在1.5 V电源电压、3 mA的电流消耗下获得了17.78 dB的转换增益、13.24 dB的噪声因子和4.45 dBm输入三阶交调点的高性能。     

用于单片集成真空传感器的SAR型ADC设计

设计了一款适用于单芯片集成真空传感器的10位SAR型A/D转换器.轨至轨比较器通过并联两个互补的子比较器实现.信号采样时,比较器进行失调消除,提高电路的转换精度.电路采用0.5μm2P3M标准CMOS工艺制作.系统时钟频率为20MHz,输入电压范围为0～3V.在1.25MS/s采样率和4.6kHz信号输入频率下,电路的信噪比为56.4dB,无杂散动态范围为69.2dB.芯片面积为2mm2.3V电源电压供电时,功耗为3.1mW.其性能已达到高线性度和低功耗的设计要求.     

高电源噪声抑制比带隙基准源设计

采用CSMC 0.35μm工艺,通过在电源和带隙基准源电路间插入电流源缓冲级的方法,设计提高带隙基准源电源噪声抑制能力的带隙基准源.在最低工作电压不变的情况下,所设计的带隙基准电源大幅度提高了电路的电源抑制比,且功耗低.仿真结果表明:电源抑制比值为110dB/40dB,Iq=12μA,Vmin=2.4V,可作为模拟IP(知识产权)且易集成于单片系统中.     

Low-Power CMOS VCO with Dual-Band Local Oscillating Signal Outputs for 5/2. 5-GHz WLAN Transceivers

The paper describes a novel low-power CMOS voltage-controlled oscillator (VCO) with dual-band local oscillating (LO) signal outputs for 5/2. 5-GHz wireless local area network (WLAN) transceivers. The VCO is based on an on-chip symmetrical spiral inductor and a differential varactor. The 2. 5-GHz quadrature LO signals are generated using the injection-locked frequency divider (ILFD) technique. The ILFD structure is similar to the VCO structure with its wide tracking range. The design tool ASITIC was used to optimize all on-chip symmetrical inductors. The power consumption was kept low with differential LC tanks and the ILFD technique. The circuit was implemented in a 0.18-fim CMOS process. Hspice and SpectreRF simulations show the proposed circuit could generate low phase noise 5/2. 5-GHz dual band LO signals with a wide tuning range. The 2. 5-GHz LO signals are quadrature with almost no phase and amplitude errors. The circuit consumes less than 5. 3mW in the tuning range with a power supply voltage of 1     

一种带保护电路的低功耗LDO

为了保护芯片不受电源电压起伏的影响,设计了一种应用于移动多媒体广播(CMMB)的带保护电路的低功耗低压降线性调节器(LDO);为了保证LDO的反馈环路在所有负载电流下均稳定,采用低增益、低输出阻抗的buffer来驱动输出管,使环路的相位裕度都高于40°;为了避免输出管在过流和过热时损坏,设计了过流保护电路和过热保护电路:过流保护电路将过载的电流限制在150 mA;过热保护电路包含滞回功能,在温度高于145℃时,过热保护电路将LDO关断,当温度低于125℃时,LDO重新打开。LDO的输入电压范围为1.5～3.3 V,输出电压为1.2 V。LDO采用0.35μm CMOS工艺设计,共消耗30μA的静态电流,最大负载电流为80 mA。芯片面积为380.2μm×198μm。     

2.5V 19-ppm/℃的带隙基准电压源设计

论文在分析传统带隙基准源的基础上,设计了低电压输出的带隙基准电压源电路.采用Charter 0.35μm标准CMOS工艺,并用Mentor Graphics公司的Eldo仿真器对带隙基准电压源电路的电源特性、温度特性进行了仿真.该带隙基准电压源的温度系数为19-ppm/℃,在室温下当电源电压2.0~3.0 V时,基准电压源输出电压为(915.4±0.15)mV,功耗小于0.2-mW.