一种电流跟踪补偿的输入输出全摆幅运算放大器

介绍了一种工作在2.5V电压下、具有全摆幅输入与输出功能的两级CMOS运算放大器。通过一种简单有效的电流跟踪电路实现了输入跨导恒定的要求，这样使得频率补偿变得容易实现；为了降低功耗，输入级工作在弱反型区：输出级采用带有前馈控制电路的AB类输出电路，实现了输出信号的轨至轨。电路具有结构简单、功耗低、面积小、性能高等优点。     

采用最大电流选择的恒定跨导Rail-to-Rail CMOS运放输入级

基于TSMC0．18μm CMOS工艺设计了一种具有恒定跨导的1．8V rail—to-rail CMOS运算放大器的输入级。采用两路结构相同的最大电流选择电路实现输入级总跨导的恒定。电路采用Hspice仿真，工作电压1．8V。输入级在强反型层工作时，电路的总跨导偏差在5％之内；弱反型层上作时，总跨导偏差在8％之内。     

一种高共模抑制比恒定跨导运算放大器

介绍了一种基于电平位移技术实现恒定跨导的CMOS Rail-to-Rail运算放大器。该电路克服了一般运算放大器输入共模范围小的特点,输入级引入了电平位移电路,使运放在各种输入共模电压下的跨导几乎恒定。在此基础上,设计了一种具有高共模抑制比的恒定跨导运算放大器。该运算放大器具有Rail-to-Rail的输入、输出能力。整个电路采用Hynix 0.5μm CMOS工艺进行设计。     

基于弱反型的宽工作电压OTA研究设计

分析与设计了一种工作电源在0．6V～3．3V之间、超低功耗的跨导运算放大器（OTA）。整体电路基于工作在弱反型区的衬底驱动输入差分对和电平移位电路,且供电电压可低于晶体管PMOS的阈值电压。OTA电路采用HJTC0．35μm N阱CMOS工艺,Hspice仿真结果表明,在工作电压为0．6V时,功耗仅为326nW。     

一种亚阈区工作的轨至轨输入CMOS运放设计

基于0.34 CMOS工艺,设计了一个Rail-to-Rail输入,静态电流小于3,工作在亚阈区的极低功耗运算放大器.采用一个电流开关和一个电流镜,并结合工作在亚阈区的互补输入差分对,保证了输入级的恒定跨导.在求和电路部分采用对称求和以及浮动电流源技术,极大的提高电路电压增益和频率极点的稳定性.同时讨论了一种设计亚阈区工作电路所采取的方法.Hspice仿真结果表明,该运放在全摆幅输入范围内,能保证输入级跨导的变化在-2%～-4%之间.     

一种低噪声轨对轨输入CMOS运算放大器的设计

提出一种新颖的运算放大器电路结构,该电路基于同沟道MOSFET轨对轨输入设计技术,采用弱反型动态阈值MOS(DTMOS)晶体管作为输入差动对同时获得了很好的噪声性能和轨对轨输入共模范围.这些性能的获得仅仅是以增加很小的电路复杂性为代价的,而且没有增加静态功耗.该电路采用0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,在1.8V的电源电压下提供78dB的直流开环增益和38kHz的-3dB带宽,输入参考噪声电压大约5.4nV/(Hz)～(1/2).整个输入共模范围内,跨导基本恒定,浮动误差小于5%.     

一种低电压恒定跨导Rail-to-Rail的CMOS运放输入级

提出了一种采用了四对差分管来实现跨导恒定的Rail-to-Rail CMOS运算放大器输入级的方法.用两对互补的差分对作为输入级,另两对互补差分对动态地控制输入级工作电流,以实现Rail-to-Rail恒定跨导.通过在电路中加入补偿电流来提高四对差分管工作的协调性.基于TSMC 0.18 μm COMS的工艺,应用Hspice在不同电压、温度环境下进行了电路的仿真验证,结果表明所设计的电路在各种条件下都有较好的性能,其在共模范围内跨导最大偏差小于2%.本文还分析了MOS管二阶效应对电路产生的影响.     

一种恒定跨导输入放大器

随着低电压系统的广泛应用和对性能要求的提高，要求输入跨导放大器具有宽输入电压动态范围。文章论述了一种较为简单的电路可以实现宽摆幅恒定跨导，包括主跨导放大器、负跨导放大器和求和电路。电路模拟证明这种简单结构具有很高的共模电压输入范围和很低的谐波失真。     

一种宽带恒定跨导轨对轨运算放大器的设计

介绍了一种具有轨对轨输入功能的CMOS输入级电路。该电路克服了一般运算放大器只能工作在一定共模输入范围的输入级的缺陷，在各种共模输入电平下有着几乎恒定的跨导，使频率补偿更容易实现，且由于其工作原理与MOS晶体管的C—V解析关系无关，对制造工艺依赖性小，适用于深亚微米工艺。在此基础上，设计出了一种宽带的运算放大器，该运算放大器具有轨对轨输入、输出能力，可以作为常用模拟电路的基本单元模块。它没有严格的共模输入限制，跨导和整体性能稳定，适于为更大规模的数字／模拟混合信号系统提供行为级模型。     

用于ECG的低通带衰减OTA-C滤波器设计

以心电图(ECG)检测为应用背景,采用电流互抵技术和线性区晶体管偏置结构设计了一种超低跨导、高线性度的跨导运算放大器(OTA),其跨导达到了nA/V量级。在此基础上,根据信号传输函数搭建了一个4阶低通滤波器电路模型,其截止频率为250 Hz,通带衰减为0.4 dB,带内平均噪声为90.53 μV(rms)·Hz-1/2,在ECG应用中拥有67 dB的动态范围(THD≤1%)。使用Cadence Spectre软件进行仿真和调试,最后进行版图设计并流片。在不包括静电结构和压焊点的情况下,芯片版图面积为0.027 mm²。电路供电电压为1.8 V,具有很高的集成度,能应用于便携式ECG集成电路中。     

A 0.8 V low power low phase-noise PLL

A low power and low phase noise phase-locked loop(PLL) design for low voltage(0.8 V) applications is presented.The voltage controlled oscillator(VCO) operates from a 0.5 V voltage supply,while the other blocks operate from a 0.8 V supply.A differential NMOS-only topology is adopted for the oscillator,a modified precharge topology is applied in the phase-frequency detector(PFD),and a new feedback structure is utilized in the charge pump(CP) for ultra-low voltage applications.The divider adopts the extende...     

一种0.8V低功耗低相位噪声锁相环的设计

本文提出了一种低电压应用的低功耗、低相位噪声锁相环（PLL）。其中压控振荡器（VCO）的工作电压为0.5V,其他模块的工作电压为0.8V。为了适应极低电压下的应用,文中振荡器采用了纯NMOS差分拓扑结构,鉴频鉴相器（PFD）采用改进的预充电结构,而电荷泵（CP）采用新型负反馈结构。预分频电路采用扩展的单相时钟逻辑电路构成,它可以工作在较高的频率下,节省了芯片面积和功耗。此外还采用了去除尾电流源等设计方法来降低相位噪声。采用SMIC 0.13μm RF CMOS工艺,在0.8V电源电压下,测得在整个锁定范围内,最差相位噪声为-112.4dBc/Hz@1MHz,其输出频率范围为3.166~3.383GHz。改进的PFD和新型CP功耗仅为0.39mW,占据的芯片面积仅100μm×100μm。芯片总面积为0.63mm2,在0.8V电源电压下功耗仅为6.54mW 。     

一种集成低压低功耗电流复制电路设计

本文提出了一种集成低压低功耗电流复制电路。利用单级放大器和电压跟随器构成的负反馈回路实现对输入电压跟的跟随,利用等比例电阻实现电流的等比例复制,电路结构简单,仅由5个MOS管和2个等比例电阻构成。基于TSMC 0.18μm工艺完成电路设计,使Spectre完成电路仿真。结果表明,电路电源电压为1V时,电路静态功耗仅为1μW。在输入电流范围为0-50μA时,输出电流线性跟随输入电流,当输入电流大于3μA时,电流复制精度大于99%,电路带宽为31MHz。     

一种应用于无线传感器网络的低电压低功耗上混频器

This paper presents an up-conversion mixer for 2.4-2.4835 GHz wireless sensor networks （WSN） in 0.18 μm RF CMOS technology. It was based on a double-balanced Gilbert cell type, with two Gilbert cells having quadrature modulation applied. Current-reuse and cross positive feedback techniques were applied in the mixer to boost conversion gain; the current source stage was removed from the mixer to improve linearity. Measured results exhibited that under a 1 V power supply, the conversion gain was 5 dB, the input referred 1 dB compression point was -11 dBm and the IIP3 was -0.75 dBm, while it only consumed 1.4 mW.     

一种宽带低功耗低相位噪声的双模预分频器

本文设计了应用SCL、TPSC和CMOS静态三种类型的触发器配合工作的新型双模预分频器。与传统使用单一种类型触发器的双模预分频器相比,该双模预分频器更容易获得高速、宽带、低功耗和低相位噪声的性能。为了验证此设计的性能,采用了SMIC 0.18um CMOS 工艺流片实现。在电源电压为1.8V的条件下测试,此双模预分频器的工作频率范围从0.9 GHz 到 3.4 GHz ;当输入信号为 3.4 GHz时,其功耗为2.51mW,相位噪声为-134.78 dBc/Hz @ 1 MHz. 其核心面积为 is 57um*30um。鉴于其良好的性能,可以应用于许多射频系统的频率综合器中,特别在多标准无线通信系统中。     

一种低功耗K频段低噪声放大器

基于0.13μm锗硅(SiGe)双极型互补金属氧化物(Bipolar Complementary Metal Oxide Semi-conductor,BiCMOS)工艺,设计制作了一种高增益低功耗K频段低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA),通过优化晶体管尺寸及利用硅通孔设计高品质因数射极退化电感,降低了LNA噪声.实测结果表明,在1.6 V偏置条件下,该LNA在20 GHz的噪声系数等于1.94 dB,输入1 dB压缩点等于-29.6 dBm;18～21.3 GHz频率范围内,LNA增益大于23.3 dB,S11和S22均小于-10 dB.包含偏置电路功耗在内,芯片功耗仅21 mW,优于其他同等噪声系数的K频段SiGe BiCMOS LNA.该LNA可应用于卫星通信等K频段低功耗接收机系统.     

用于便携式健康监护设备的低功耗、低噪声模拟前端电路

本文介绍的用于处理人体生物电信号的模拟前端电路包括仪表放大器、滤波器和可变增益、带宽放大器。仪表放大器采用电容耦合输入来消除直流电极失调。基于电流反馈拓扑结构的IA通过在输入和反馈网络中采用电容分压器来降低功耗。并且,仪表放大器的输入差分对采用互补CMOS输入来提高输入跨导以减小等效输入热噪声。该电路采用Global Foundry 0.35微米 CMOS 工艺流片,电路消耗的总电流为3.96uA,电源电压为3.3V。测试得到的等效输入噪声是0.85uVrms(0.5-100Hz), 噪声能效因子值为6.48。     

A wideband low power low phase noise dual-modulus prescaler

This paper describes a novel divide-by-32/33 dual-modulus prescaler(DMP).Here,a new combination of DFF has been introduced in the DMP.By means of the cooperation and coordination among three types,DFF, SCL,TPSC,and CMOS static flip-flop,the DMP demonstrates high speed,wideband,and low power consumption with low phase noise.The chip has been fabricated in a 0.18-μm CMOS process of SMIC.The measured results show that the DMP’s operating frequency is from 0.9 to 3.4 GHz with a maximum power consumption of 2.51 mW under a 1.8 V power supply and the phase noise is -134.78 dBc/Hz at 1 MHz offset from the 3.4 GHz carrier.The core area of the die without PAD is 57×30μm~2.Due to its excellent performance,the DMP could be applied to a PLL-based frequency synthesizer for many RF systems,especially for multi-standard radio applications.     

A low power and low distortion rail-to-rail input/output amplifier using constant current technique

A rail-to-rail amplifier with constant transconductance,intended for audio processing,is presented.The constant transconductance is obtained by a constant current technique based on the input differential pairs operating in the weak inversion region.MOSFETs working in the weak inversion region have the advantages of low power and low distortion.The proposed rail-to-rail amplifier,fabricated in a standard 0.35μm CMOS process,occupies a core die area of 75×183μm~2.Measured results show that the maximum power consumption is 85.37μW with a supply voltage of 3.3 V and the total harmonic distortion level is 1.2%at 2 kHz.