集成双跨导运放XR—13600的应用（上）

运算跨导放大器(简称OTA)是一种有广泛应用前景的有源器件。近年来,在电路和系统设计中,国内外电路设计者对OTA的兴趣越来越浓,主要原因是:(1)OTA的输出量不是电压,而是电流。某些信号处理功能(例如求和、积分)用电流信号来实现,比用电压信号简便得多;(2)与通常型运放(OP-AMP)比较,OTA的电路结构简单,高频性能良好,能对高频(例如高于1MHz)信号作连续时间方式处理,而不必采用离散时间采样处理等复杂技术;(3)OTA比通常运放多一个信号控制端,其增益连续可调,便于实现增益、频     

一种高增益高功耗效率全差分运算跨导放大器

基于一种新型低压降、高输出电阻镜像电流源,设计了一种高增益、高功耗效率全差分运算跨导放大器(OTA)。该OTA基于0.18 μm CMOS工艺设计,电源电压为1.8 V。在保证1.8VPP差分输出电压摆幅的前提下,获得了较高的直流电压增益。采用NMOS管差分对作为输入的套筒式结构。结果表明,在2.3 mA偏置电流、2 pF负载电容下,该OTA具有119 dB的开环直流增益、526 MHz的增益带宽积和高达77°的相位裕度。额外加入增益提高技术后,该OTA的开环直流增益可提高到153 dB。     

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。     

一种低电压的全差分OTA

文章介绍了一种低电压的全差分OTA的实现，通过电流驱动体效应（CDB）使低电源电压OTA设计成为可能。提出了一种新的共模反馈结构（CMFB）实现了全差分输出，提高了OTA的输出范围。文章采用0．18um CMOS工艺库。SPICE仿真结果表明：在电源电压为800mV时，OTA的增益为59．2DB，单位增益带宽为14．3MHz．输出范围为674mV．     

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。     

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。     

下截止频率1.3～244Hz可调带通VGA设计

采用电压控制的伪电阻结构,设计了一款具有超低频下截止频率调节功能的带通可变增益放大器(VGA),由于该结构具有可调节超大的等效电阻和反馈电容使VGA的下截止频率可以调节.提出了一种改进的甲乙类运算跨导放大器(OTA)结构,采用新颖的浮动偏置设计,在满足高压摆率的条件下,有效提高共源共栅结构的电压输出范围.将伪电阻用于OTA的共模反馈,克服了阻性共模检测结构负载效应的问题.该VGA电路采用TSMC 0.18 μm标准工艺设计和流片,测试结果表明,1.2V电源电压下,其下截止频率调节范围为1.3～ 244 Hz,增益为49.2,44.2,39.2 dB,带宽为3.4,3.9,4.4 kHz,消耗电流为3.9 μA,共模抑制比达75.2 dB.     

峰值电流模DC-DC转换器中多功能误差放大器电路设计

提出了一种适合于峰值电流模DC-DC转换器的新型多功能误差放大器电路.与斜坡电压信号结合可实现软启动功能,实现了从启动阶段到稳定工作状态的平滑过渡,无扰动出现,并有效地消除了启动阶段的浪涌电流和电压过冲;同时还具有最大电流限制和模式切换功能.该误差放大器集成到一款峰值电流模升压型DC-DC转换器中,电路采用CSMC 0.5μm BCD工艺实现.仿真结果表明：3.5V的输入电压下,误差放大器消耗的静态电流为4.48μA,并且能够实现软启动、最大电流限制、模式切换功能.电路具有简单易实现,功耗低的特点.     

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.