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。     

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%.     

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.     

新型高增益CMOS跨导运算放大器

为了解决在低电压、深亚微米工艺条件下获得高增益运算放大器的问题,通过引入电流倍增和分流技术,提出了一种新型高增益可调的跨导运算放大器(OTA)。在1.8V工作电源下采用0.18μm COMS标准工艺对其进行Spectre模拟,结果表明,该OTA的直流开环增益在61dB至91dB可调,最大静态功耗为434μW,最小共模抑制比为114dB。所提出的跨导运放与传统OTA相比,具有高增益和增益可调的优点,可适用于通信、电子测量,以及自动控制等系统。     

1.5 V低功耗CMOS恒跨导轨对轨运算放大器

运算放大器是模拟集成电路中用途最广、最基本的部件。随着系统功耗及电源电压的降低,传统的运算放大器已经不能满足低压下大共模输入范围及宽输出摆幅的要求。轨对轨运算放大器可以有效解决这一问题,然而传统的轨对轨运算放大器存在跨导不恒定的缺点。本文设计一种1.5V低功耗CMOS恒跨导轨对轨运算放大器,输入级采用最小电流选择电路,不仅实现了跨导的恒定,而且具有跨导不依赖于理想平方律模型、MOS管可以工作于所有区域、移植性好的优点。输出级采用前馈式AB类输出级,不仅能够精确控制输出晶体管电流,而且使输出达到轨对轨全摆幅。所设计的运算放大器采用了改进的级联结构,以减小运算放大器的噪声和失调。基于SMIC0.18μm工艺模型,利用Hspice软件对电路进行仿真,仿真结果表明,当电路驱动2pF的电容负载以及10kΩ的电阻负载时,直流增益达到83.2dB,单位增益带宽为7.76MHz,相位裕度为63°;输入输出均达到轨对轨全摆幅;在整个共模输入变化范围内跨导变化率仅为2.49%;具有较高的共模抑制比和电源抑制比;在1.5V低压下正常工作,静态功耗仅为0.24mW。     

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。     

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。     

一种高增益的轨至轨运算放大器的设计与仿真

采用了＂4I/I原理＂,基于0.25 um CMOS工艺,设计了一种高增益、恒跨导的输入输出轨至轨运算放大器.并讨论了该运算放大器的性能、原理及设计方法.仿真结果表明,该放大器适于较低工作电压,可作为模拟IP核电路.     

一种CMOS高线性度压控跨导运算放大器

利用ＭＯＳ管组合线性单元，设计一种ＣＭＯＳ跨导运算放大器，其线性补偿原理清晰，电路结构简单．ＳＰＩＣＥ模拟结果表明：在±５Ｖ电源及非线性误差小于１％条件下差模输入电压范围达８Ｖ（峰－峰值），－３ｄＢ带宽达１０ＭＨｚ，增益受片外电压控制，可以连续调节     

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.     

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．     

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。     

利用OTA—C实现的PRB型带通滤波器

本文提出了用ＯＴＡ－Ｃ实现的ＰＲＢ型带通滤波器，讨论了可能采用的自动调谐方案．这种电路可以用来实现中心频率和带宽可变的通用Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ和Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ带通滤波器．对滤波器可能的输入电压最大值，以及一些非理想因素的影响进行了初步的讨论．进行了分立组件电路的实验，验证了方法的可行性     

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。     

CMOS集成运放的伸缩性版图设计

根据基本ＣＭＯＳ集成运算放大器的电路特点及设计指标，编制了ＰＳＰＩＣＥ电路通用分析源程序，由模拟结果推导出各模拟参量与其决定因素之间的关系，进而确定了由设计指标决定的版图几何尺寸和工艺参数，提出了伸缩性版图设计的思想，建立了从性能指标到版图设计的优化路径，为实现模拟集成电路版图的自动设计提供了初步的步骤和程序。     

基于55 nm CMOS工艺的可变增益放大器

为了实现5G通信系统中高数据传输速率的要求,满足宽带条件下接收信号幅度的大动态范围变化,基于Global Foundries 55 nm CMOS工艺提出一种宽带且增益大范围线性变化的可变增益放大器.在该可变增益放大器中,采用改进型Cherry-Hooper放大器结构使其动态范围和电路带宽有效扩展,并利用晶体管的可调谐特性,在不使用附加电路的前提下使增益变化具有良好线性,解决了CMOS电路中放大器增益与控制电压非线性变化的难题,同时添加低截止频率的高通滤波器,消除可变增益放大器的直流偏移,并降低其误码率.版图仿真结果表明,在-33.4～46.9 dB的超宽动态范围内实现增益线性变化,3-dB带宽对应的频率达到1.89 GHz(0.000 12～1.9 GHz),可变增益放大器芯片(核心区域,不含焊盘)面积仅为0.006mm~2.该可变增益放大器指标完全满足目前5G宽带通信系统的要求.