一种高性能低功耗两级全差分运算放大器设计

分析并设计了一种高速、高增益、低功耗的两级全差分运算放大器.该运算放大器用于高速高精度模数转换器中.运算放大器第一级采用增益自举cascode结构获得较大的直流增益,采用2个新的全差分运算放大器替代传统的4个单端运算放大器作为增益自举结构.该放大器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,电源电压1.8 V,直流增益125 dB,单位增益带宽300 MHz(负载3 pF),功耗6.3 mW,输出摆幅峰峰值达2 V.     

一种高性能全差分运算放大器的设计

设计了一种具有高增益、大带宽的全差分折叠式共源共栅增益自举运算放大电路,适用于高速高精度流水线模数转换器余量增益电路(MDAC)的应用,增益自举运算放大器的主放大器和子放大器均采用折叠式共源共栅差分结构,并且主放大器采用开关电容共模反馈来稳定输出电压,该放大器工作在5.0V电源电压下,单端负载为2pF,采用华润上华(CSMC)0.5μm 5VCMOS工艺对电路进行仿真测试,结果显示该运放的直流增益可达到126.3dB,单位增益带宽为316MHz。精度为0.01%时的建立时间为4.3ns。     

高速CMOS运算跨导放大器

基于全差分结构介绍一种高速CMOS运算跨导放大器,该放大器由折叠共源共栅输入级和共源增益输出级构成,输出级采用极点-零点补偿技术以获取更大的带宽和足够的相位裕度。电路可用在10位20 MSps全差分流水线A/D转换器的采样/保持级或级间减法/增益级中。经过优化设计后,该放大器在0.6μmCMOS工艺中带宽为290 MHz,开环增益为85 dB,功耗为16.8 mW,满足高速A/D转换器要求的性能指标。     

一种极低功耗运算放大器的设计与仿真

为了满足低电压低功耗的应用需求,本文利用MOSFET在亚阈区的超低功耗特性,实现了一种带共模反馈的亚阈运算放大器.该亚阈运算放大器结构简单,采用TSMC 0.18μm工艺实现,且工作于1.2 V电源电压下.通过Synopsys Hspice仿真,结果表明,该电路在输出负载为0.5pF时直流增益为70.97 dB、单位增益带宽6.346 MHz、相位裕度85.76°、正负压摆率分别为3.58V/μs和-3.58 V/μs,功耗仅为4.80μW.     

宽摆幅高速高精度级间增益放大器的优化设计

为了满足1024×1024像素焦平面红外探测器高速采集系统中模数转换器的需求,采用0.35μm CMOS工艺技术,设计了12-bit、40-Msample/s的流水线模数转换器第一级的级间增益放大器.在传统两级运放的基础上,采用交叉耦合的AB类输出级和共源共栅补偿,提高了输出摆幅和带宽,并通过数学工具对功耗进行了优化.在电路设计基础上完成了版图设计与后仿真,达到直流增益92 dB、输出摆幅4 V、静态功耗35 mW、反馈系数1/4的情况下带宽达到170 MHz、相位裕度69°等指标,满足系统设计需求.     

一种低电压低功耗Rail-to-Rail CMOS运算放大器的设计

基于2 μm CMOS工艺,设计实现了一种2.4 V低功耗带有恒跨导输入级的Rail-to-Rail CMOS运算放大器.采用尾电流溢出控制的互补差分输入级和对称AB类推挽结构的输出级,实现了满电源幅度的输入输出和恒输入跨导;运用折叠共源共栅结构作为中间增益级,实现电流求和放大.整个电路在2.4 V的单电源供电下进行仿真,直流开环增益为76.5 dB,相位裕度为67.6 ,单位增益带宽为1.85 MHz.     

应用于宽带Δ-∑ ADC的多级运算放大器

为提高运算放大器的带内增益和带宽,提出了一款应用于长期演进(LTE)接收机中宽带Δ-∑模数转换器(ADC)的四级运算放大器.该运算放大器采用前馈Gm-C和密勒补偿相结合的混合型频率补偿方法,以保证运算放大器的稳定性.文中采用0.13μm1P6M CMOS工艺设计了一款高性能的四级运算放大器,并将该运算放大器应用于宽带Δ-∑ADC中.测试结果显示:该运算放大器在1.5 V供电电压下可获得72.8 d B的直流增益、442 MHz的增益带宽积和101 V/μs的转换率;在相同的功耗和带宽下,该放大器的带内(0~10 MHz)增益比传统的两级放大器提高了6 d B以上;采用该运算放大器的宽带Δ-∑ADC在10 MHz的信号带宽下具有68 d B的信噪比和78 d B的无杂散动态范围.     

一种基于电平位移电路的低电压全摆幅CMOS运放

为解决阈值电压对电源电压和输入信号的受限问题,提出一种实用的电平位移电路,为运放的输入级提供良好的电平位移。采用互补金属氧化物半导体(CMOS)0.5μm工艺设计的低电压全摆幅CMOS运算放大器,中间级采用适合低电压工作的低压宽摆幅共源共栅结构,输出级采用传统的Class A类得到轨至轨的输出。采用Hspice软件对所设计的电路进行仿真。研究结果表明:当电源电压降至或者小于NMOS与PMOS的阈值电压之和时,在任何共模输入电压下,该运放都能正常工作,实现输入级的全摆幅和恒跨导;在1.3 V单电源供电情形下直流开环增益达106.5 dB,单位增益带宽为2.3 MHz,功耗178.8μW。电路结构简单紧凑,具有实用的电平位移功能,适合于低电压应用。     

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%.     

一种输入轨至轨运算放大器的设计与仿真

介绍了一种输入轨至轨CMOS运算放大器,该放大器采用了共源共栅结构做增益级,在输入级跨导使用了电流补偿,以使其几乎恒定.在3 V电源电压下的静态功耗只有180μW,带5 p的负载电容时,直流开环增益,单位增益带宽分别达到75 dB,1.5 MHz.     

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.     

一种用于高速A/D转换器的全差分、低功耗CMOS运算跨导放大器(OTA)

介绍一种全差分、低功耗CMOS运算跨导放大器（OTA）。这种放大器用于10位分辨率、30MHz采样频率的流水线式A／D转换器的采样－保持和级间减法－增益电路中。该放大器由一个折叠－级联OTA和一个共源输出增益级构成,并采用了改进的密勒补偿,以期达到最大的带宽和足够的相位裕度。经过精心设计,该放大器在0．35μmCOMS工艺中带宽为590MHz,开环增益为90dB,功耗为15mW,满足高速A／D转换器要求的所有性能指标。     

高增益、恒跨导Rail-Rail CMOS运算放大器设计

设计和研究了一种高增益恒跨导Rail-Rail CMOS运算放大器,输入级采用工作在亚阈值区的互补差分形式输入结构。与以往输入结构相比,不仅使输入共模电压达到Rail-Rail,而且降低了工作电压,提高了电源利用率。利用电流开关的作用使输入跨导在输入共模范围内恒定。中间级为MOS差分结构,并且同向驱动输出级使其具有推挽特性。采用嵌套米勒频率补偿使运算放大器稳定。整个电路采用华虹0.35μmCMOS工艺参数进行设计,工作电压为3.0 V。利用OrCAD HSPICE仿真结果显示,在10 kΩ电阻和5 pF电容的负载下,运算放大的直流开环增益为110 dB,相位裕度为70°,单位增益带宽为45 MHz。     

Dual-Mode Low Power Pipelined ADC with Pre-charged Switched Operational Amplifier

This paper describes a 12-bit 40-MS/s and 8-bit 80-MS/s dual-mode low power pipelined analog-to-digital converter (ADC). An improved multiplying digital-to-analog converter is used to provide the dual-mode operation. A pre-charged fast power-on switched operational amplifier is used to reduce the power consumption of the pipelined ADC to 28.98 mW/32.74 mW at 40 MHz/80 MHz sampling rates. The ADC was designed in a 1.8-V 1P6M 0.18-μm CMOS process. Simulations indicate that the ADC exhibits a spurious free dynamic range of 90.24 dB/58.33 dB and signal-to-noise-and-distortion ratio of 73.81 dB/47.85 dB at 40 MHz/80 MHz sampling frequencies for a 19-MHz input sinusoidal signal.     

全差分高增益运放的设计

在3．3V电源电压下采用中芯国际（SMIC）0．18μm混合信号CMOS工艺设计了一个单级全差分运算放大器．所设计的运放采用了增益提升技术,其主运放为一个带有开关电容共模反馈的全差分折叠-共源共栅运放,两个简单的连续时间共模反馈电路的运放作为辅运放用来提升主运放的开环增益．仿真结果表明,所设计的运放直流增益可达110dB,单位增益带宽为5MHz．     

CMOS全差分跨导运算放大器的建模与设计

研究带增益自举结构的高速、高增益跨导运算放大器,并对增益自举运放建立数学模型和进行Mat-lab仿真验证.将设计的运算放大器应用于12bit 100MSPS模数转换器(ADC)中,可得到辅助运放的带宽的最佳设计.仿真结果表明:添加辅助运放后,可以达到106dB的增益,增加了55dB;添加辅助运放后的主极点较之前大大减小,次主极点略有减小,但辅助运放的添加并不会影响运放使用时的速度.     

用于光谱测量的光电二极管阵列驱动设计

为实现高动态范围多通道光谱测量,优化设计了光电二极管阵列S3924驱动电路。电路由时序产生单元、信号采集单元、控制单元3个功能模块组成。该电路使用一片EPM7064 CPLD作为光生电荷转移和信号采集的时序发生器;探测器输出信号被两个放大器同时放大,利用高速模拟开关切换方法,在单幅光谱测量中实现两级信号增益;为了防止探测器过饱和,设计了自动读出功能。最后对光谱信号噪声水平进行了评价,该噪声峰谷值小于0．01V,标准偏差在0．002V以下。     

基于放大器的新型混频器设计

设计了一种低电压、低功耗的新型混频器,主要应用于2.4 GHz ISM频段的无线通信系统中.先设计了一个2级放大器,再在2级放大器的中间插入1对吉尔伯特开关,就构成了一个基于放大器的混频器.混频器的供电电压为0.8 V,功耗为1.05 mW,三阶交调点为3.82 dBm,芯片面积为0.429 mm².在7 dBm的本振信号下,混频器具有13 dB的转换增益.