跨导型运算放大器NE5517应用

<正> 我们通常见到的运算放大器电路,都是围绕电压输入一电压输出的常规型运放而设计的。而另一种类型的运放也常用于很多音频处理场合中,它采用电压输入→电流输出(跨导)形式工作,增益由外接控制端控制,这种器件称作跨导型运算放大器(OTA),NE5517就是一款这样的集成电路。图1为 OTA 的电路符号和工作时     

对温度不敏感的电压/电流转换器及其应用

1前言 电压/电流转换器(V/I)在模拟仪器和电子设备系统的设计中是一种很有用的标准部件。例如,它可用于有源网络单元、滤波器、振荡器、仪器用放大器和回转器等。跨导运放(OTA)集成电路就是V/I广泛使用的器件之一。OTA是一种在市场上可买到并具有运算放大器所有良好特性的低价器件,但它比运放有更宽的带宽,其跨导增益可在大于40的范围内线性地控制。然而,在用市场上买到的OTA电路来设计时,有两个主要缺陷,一是其跨导增益gm与温度成反比,这使OTA基极电路受温度影响非常强烈,这是不希望的;二是OTA的输入级是惯用的差分对电路。为了线性地工作,OTA的差分输入电压应≤50 mV。在此,介绍对温度不敏感以OTA构成的V/I转换器的新颖技术,对上述的两个缺陷将大大减轻。     

一种低电压低功耗Class-AB运算跨导放大器

提出了一种新型Class-AB全差分运算跨导放大器(OTA).该OTA基于一种结构简单的电压缓冲器,在大信号非线性工作时,能够输出不受静态偏置电流限制的瞬态电流,提高了摆率和建立速度;同时,该结构还能够增强直流增益、增益带宽积等小信号特性,适合于低功耗开关电容电路的应用.另外,该OTA结构简单,适合于低电压工作.采用0.18μm CMOS工艺进行仿真,结果表明,该OTA结构能够在1V电源电压下工作.     

线性可调全差分OTA的实现

为了解决CMOS OTA跨导增益不能线性调节的问题,本文采用AB电流镜对NMOS和PMOS差分对管实现的基本OTA进行电流偏置,从而实现了一个跨导增益可以宽幅线性调节的全差分CMOS OTA电路。提出的OTA能够通过调节外部电流Iadj实现线性调节跨导增益,其误差小于2%,外部电流Iadj的调节范围为-40 A~40 A。OTA的差分输入电压摆幅为200mVp-p,输出电流的非线性度小于1.2%。电路的性能通过PSPICE仿真得到了验证。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器,电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调,同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化,芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430-2330MHz,增益调节范围为-3.3-9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器.电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调.同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化.芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430～2330MHz.增益调节范围为-3.3～9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm.     

二极管型非制冷红外探测器的前端电路设计

设计了一种二极管型非制冷红外探测器的前端电路,该电路采用Gm-C-OP积分放大器的结构,将探测器输出的微弱电压信号经跨导放大器(OTA)转化为电流信号,再经电容反馈跨阻放大器(CTIA)积分转化为电压信号输出。该OTA采用电流反馈型结构,可以获得比传统OTA更高的线性度和跨导值。输入采用差分结构,可以有效地消除环境温度及制造工艺对探测器输出信号的影响。电路采用0.35 m CMOS工艺进行设计并流片,5 V电源电压供电。Gm-C-OP积分放大器总面积0.012 6 mm2,当输入差分电压为0~5 mV时,测试结果表明:OTA跨导值与仿真结果保持一致,Gm-C-OP积分放大器可实现对动态输入差分信号到输出电压的线性转化,线性度达97%,输出范围大于2 V。     

对温度不敏感的电压/电流转换器及其应用标准、仪器与检测

1 前言 电压／电流转换器（V／I）在模拟仪器和电子设备系统的设计中是一种很有用的标准部件。例如,它可用于有源网络单元、滤波器、振荡器、仪器用放大器和回转器等。跨导运放（OTA）集成电路就是V／I广泛使用的器件之一。OTA是一种在市场上可买到并具有运算放大器所有良好特性的低价器件,但它比运放有更宽的带宽,其跨导增益可在大于40的范围内线性地控制。然而,在用市场上买到的OTA电路来设计时,有两个主要缺陷,一是其跨导增益gm与温度成反比,这使OTA基极电路受温度影响非常强烈,这是不希望的;二是OTA的输入级是惯用的差…     

一种新颖的OTA结构的数模转换器

介绍了一种新颖结构的数模转换器，此转换器的设计核心是采用跨导运算技术，由CMOS运算跨导放大器（OTA）构成。此D／A转换器以模拟电流作为主要信号变量，以跨导运算放大器取代电压运算放大器，以基于OTA的有源元件取代部分无源元件，通过改变OTA的偏置电流，从而改变其互导增益gm和电压放大器增益Au，更适合于IC的集成。采用9个OTA构成一个8位的加法电路，8个OTA的互导增益gm对应8位的数字信号，8个MOS管作为开关运用由8位的数字信号控制，从而实现数字信号到模拟信号的转换。     

一种改善CMOSOTA线性度的实现电路

为了满足低电压、低功耗跨导放大器-电容(OTA-C)连续时间型高频模拟集成滤波器结构中,跨导放大器(ITA)对线性度的要求,基于交叉耦合差分对MOS管结构中典型OTA电路的非线性特性进行研究,得到其非线性失真项.据此,提出一种基于前馈线性化原理改善OTA线性度的实现电路,给出线性化处理前后OTA传输特性的对比曲线.结果表明,通过改变结构,提高了OTA的线性度.     

一种高频片内CMOS平衡运算放大器

本文设计和研制了具有稳定共模反馈电路的高频片内CMOS平衡运算放大器。电路用3μmN-WELL CMOS硅栅工艺实现,提高了增益、带宽、电压抑制比等性能。并对电路进行理论分析,提出了平衡运算放大器的小信号和电压抑制比的分析模型,给出了工艺和实验结果。     

宽带互导型放大器MAX435/MAX436

互导型放大器(又称跨导型放大器)的输入信号是电压量，输出信号是电流量，其增益称为互导Gm。互导型放大器是一种电压／电流模式混合电路，由于其内部只有电压——电流变换级和电流传输级，而没有电压传输级，因此没有大摆幅电压信号和密勒倍增效应，从而具有频带宽、高频性能好及大信号转换速度高等特性。互导型放大器的电路结构简单，电源电压和功耗均得到了降低。     

OTA在电流模电路中的应用

根据 OTA的传输特性 ,设计了几种基于电流模方法的 OTA信号运算电路和连续时间滤波电路 ,并给出了传递函数的推导过程     

自适应CCCII-OTA型多功能滤波器设计

研究相关高性能滤波的理论知识,利用电流模式电路信号处理速度快、频带宽的优势,来设计由CCCII(电流控制电流传输器)与OTA(跨导运算放大器)构成的滤波器,其中MCCCII为CCCII的多输入多输出型。设计了(F/I)频率电流转换电路,解决了现有F/I电路频率电流转换信号频率低、速度慢的问题,最后设计了(V/I)电压转电流电路;以上各部分电路有效级联实现了自适应CCCII-OTA滤波器。文章完成了具有滤波频率自适应功能的CCCII-OTA型滤波器,它实现了输入信号频率改变通频带的动态功能。它可以应用在频率测量、频率特性分析、谐波分析等信号检测领域,具有重要理论意义。     

一种高速信号的可编程有源连续时间均衡器的设计

介绍了一种基于0.18μm标准CMOS工艺实现的,用于均衡1.25 Gb/s高速信号的可编程有源连续时间均衡器。通过外部可编程逻辑器件输出的控制信号,控制该均衡器的输入信号Ctrl,从而改变其高频增益提升系数,最大可以实现长达40英寸(1 000 mm)的FR-4背板传输线衰减后的接收信号的均衡。该均衡器的电路主要由R-C电阻电容衰减差分放大器和MCML输出缓冲级组成,其中R-C放大器完成输入信号的高频增益提升,MCML缓冲级完成输出信号的整形并提供一定的增益。该均衡器的工作电压为1.8 V,在输入信号速率为1.25 Gb/s时,总的工作电流为1.6 mA。     

抗干扰型远距离无线多路遥控传呼器(中)

<正> 二、接收系统 1.工作原理 (1)接收电路 图10是接收机电路图。为了提高接收灵敏度,增大通信距离,接收部分采用了共射—共基级联高频放大电路。该放大电路能较好地解决增益与稳定性之间的矛盾。它主要有以下特点:①VT1为共发射极(简称共射)电路,VT2为共基极(简称共基)电路,由于共基电路输入阻抗很低,当与共射电路相连按时,相当于共射放大器的负载阻抗很小,因此晶体管内部反馈影响减弱,甚至可不予考虑,故共射—共基级联放大器稳定性很高。②该电路功率增益较大,因共射电路负载阻抗小,虽然电压增益小,但电流增益仍较大,而共基电路电流增益接近于1,但电压增益较大。因此,两者级联时,各自发挥长处,相当于电流增益和电压增益分别相加     

一种高增益带宽积高摆率运算跨导放大器

运算放大器(OTA)是模拟和混合信号集成电路中重要的构成模块，在各类电路中有着广泛的应用，人们希望运算放大器能以低电源电压运行的同时保持高增益带宽积，这就对运算放大器的性能提出了一定的要求，对此，基于折叠式共源共栅结构提出了一种高增益带宽积高摆率的运算跨导放大器。该OTA基于0.18μm CMOS工艺设计，电路主要包含自适应偏置电路、反馈回路、折叠式共源共栅运算放大器等模块，利用自适应偏置电路代替差分输入对的尾电流源，提升动态电流和增益带宽积，通过反馈回路进一步提升电路性能。利用Cadence软件对电路进行仿真，仿真结果表明，在其他指标变化不大的前提下，该运放的增益带宽积和摆率相较于传统的折叠式共源共栅结构分别约提升了9倍和10倍。     

一种宽动态范围跨阻放大器的设计

针对光电探测器的光电流信号弱、变化范围大的特点,设计了一种全新的检测光电流信号的跨阻放大器(TIA)电路结构,其检测电流信号范围为1.6 μ上A～1.6 mA,动态电流检测范围达到60 dB.通过在电路内部设计出两个增益可调、增益段不同的TIA,分别处理光电流的小电流段(1.6～50 μA)和大电流段(50 μA～1.6 mA),增益可调范围为56～96 dBΩ;通过外置输出电压饱和检测信号,选择所需工作的TIA及其增益段.该电路采用0.18 μm标准CMOS工艺的PDK进行电路设计、版图设计和仿真验证等.测试结果表明:在检测电流为1.6 μA时,输出电压为95 mV;检测电流为1.6mA时,输出电压为915 mV,与仿真结果相一致.电路瞬态特性良好,上升时间为5～10 ns,3.3V电压下功耗小于2 mW,各指标满足设计要求.     

一种57.6mW,10位,50MS/s流水线操作CMOS A/D转换器

在1.8V,0.18μm CMOS工艺下,实现了10位,50MS/s流水线操作A/D转换器的设计和测试.通过优化采样电容和运算跨导放大器(OTA)电流,并采用动态比较器,从而降低功耗;采用复位结构的采样/保持和余量增益电路消除OTA失调电压的影响;优化OTA的次极点,保证其工作稳定.测试结果表明:ADC在整个量化范围内无失码,功耗为57.6mW,失调电压为0.8mV,微分非线性为-0.6～0.7LSB.对5.1MHz的输入信号量化,可获得44.9dB的信号与噪声及谐波失真比.电路面积为0.52mm2.     

一种带有自适应增益控制的激光雷达模拟前端

为了处理宽动态范围的激光脉冲回波信号,设计了一种带有自适应增益控制技术的模拟前端。通过分段调节跨阻放大器的跨阻增益,实现了在1 μA~1 mA范围内输入电流与输出电压近似线性的关系。提出了自触发使能方法,可以在没有外部清零信号的情况下连续接收回波信号。提出了一种新型差分移位时刻鉴别电路,能有效减小行走误差。电路采用0.11 μm CMOS工艺设计,后仿真结果表明,-3 dB带宽为530 MHz,最大跨阻增益为103 dBΩ,等效输入噪声电流谱密度为6.47 pA·Hz-1/2@350 MHz,输入动态范围为60 dB,功耗小于100 mW。该模拟前端电路设计适用于飞行时间脉冲激光雷达。