0.5umCMOS新型电流反馈放大器的分析与设计

设计了一种CMOS电流反馈运算放大器,通过在输出端采用电阻反馈,增强带负载能力,利用MOS管实现串联电阻以消除补偿电容带来的低频零点,通过高输出阻抗镜像电流镜增大了电路的增益,并用共源共栅电流源为电路提供偏置电流以减小电源电压的变化对偏置电流影响.使用BSM3 0.5um CMOS工艺参数,PSPICE模拟结果获得了与增益关系不大的带宽,电路参数为:84.2dB增益,447MHz的单位增益带宽,62度的相位裕度,138dB共模抑制比以及在Ⅳ电源电压仅产生0.7mw的功耗.     

基于SOC应用的运算放大器IP核设计

基于SOC应用,采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计实现了一个低电压、高增益的恒跨导轨到轨运算放大器IP核.该运放采用了一倍电流镜跨导恒定方式和新型的共栅频率补偿技术,比传统结构更加简单高效.用Hspice对整个电路进行仿真.在1.8V电源电压、10pF负载电容条件下,其直流开环增益达到103.5dB,相位裕度为60.5度,输入级跨导最大偏差低于3%.     

高增益轨对轨运算放大器的设计实现

为提高运放性能和增大输入输出信号动态范围,往往采用轨对轨输入输出结构的运放。介绍了一款基于0.35umCMOS工艺设计的恒定跨导轨对轨输入/输出运算放大器,不同于传统的输入结构,该电路采用了一种改进的输入结构和CLASSAB输出结构,两级的折叠共源共栅运放,其输入和输出均能工作在轨对轨的范围内。仿真结果表明该电路在整个共模电平范围内直流增益大于90dB,输出摆幅可达到100mV~vdd-100mV,功耗仅为300uW。电路结构简单紧凑,实现了在整个共模电平范围内的高增益,可广泛应用于精密放大领域。     

高精度、低功耗带隙基准源及其电流源设计

提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制PSR(Power Supply Rejection)特性;最后通过4个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5μm BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5 V,-40℃到125℃温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13×10-6/℃和31×10-6/℃,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83 dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

高增益轨对轨运算放大器的设计实现

为提高运放性能和增大输入输出信号动态范围,往往采用轨对轨输入输出结构的运放。介绍了一款基于0.35um CMOS工艺设计的恒定跨导轨对轨输入/输出运算放大器,不同于传统的输入结构,该电路采用了一种改进的输入结构和CLASS AB输出结构,两级的折叠共源共栅运放,其输入和输出均能工作在轨对轨的范围内。仿真验证结果表明该电路在整个共模电平范围内直流增益大于90dB,输出摆幅可达到100mV～vdd-100mV,功耗仅为300uW。电路结构简单紧凑,实现了在整个共模电平范围内的高增益,可广泛应用于精密放大领域。     

一种恒跨导轨到轨CMOS运算放大器的设计

基于0.35微米CMOS工艺,设计了一种轨到轨运算放大器.该运算放大器采用了3.3V单电源供电.其输入共模范围和输出信号摆幅接近于地和电源电压.即所谓输入和输出电压范围轨到轨.该运放的小信号增益为78dB,单位增益带宽为4.4MHz,相位裕度为75度.由于电路简单、工作稳定、输入输出线性动态范围宽、非常适合于SOC芯片内集成.     

红外焦平面阵列传感器中带隙基准源的设计

本文提出一种适用于红外焦平面阵列传感器的高精度BiCMOS电压基准和电流基准设计方案。该方案采用新型电压基准输出级降低Brokaw带隙基准源中的厄尔利效应使电流镜电流完全匹配,同时减小电压基准的输出阻抗;接着利用共源共栅结构的偏置电流提高带隙基准的电源抑制（Power Supply Rejection,PSR）特性;最后通过四个MOSFET管将基准电压和电阻电压钳制相等,进而得到一个高精度、低温度系数的电流基准;而以单个二极管连接的MOSFET作为电流基准启动电路的方式,可更进一步降低电路复杂性。系统采用CSMC 0.5um BiCMOS工艺,利用Cadence Spectre工具对电路进行仿真。结果表明,在电源电压5V,-40°C到125°C温度范围内,基准电压和基准电流的温度系数分别为13.11ppm/°C和31.18ppm/°C,输出电流波动低于0.5%,整体电路的PSR为-86.83dB,解决了恒定跨导基准源精度低的缺陷,符合红外焦平面阵列对基准源高精度、高PSR和低功耗的要求。     

一种高精度BiCMOS带隙电压基准源的设计

在对传统典型CMOS带隙电压基准源电路分析基础上提出了一种高精度,高电源抑制带隙电压基准源。电路运用带隙温度补偿技术,采用共源共栅电流镜,两级运放输出用于自身偏置电路。整个电路采用了UMC 0.6um BiCMOS工艺实现,采用HSPICE进行进行仿真,在TT模型下,仿真结果显示当温度为-40℃～80℃,输出基准电压变化小于1.5mV,低频电源抑制比达到75dB以上。     

一种13bit 40MS/s采样保持电路设计

设计了一个用于13bit40MS/s流水线ADC中的采样保持电路。该电路采用电容翻转结构,主运算放大器采用增益提高型折叠式共源共栅结构,以满足高速和高精度的要求。为减小与输入信号相关的非线性失真以获得良好的线性度,采用栅压自举开关。采用电源电压为3.3V的TSMC0.18μm工艺对电路进行设计和仿真,仿真结果表明,在40MHz的采样频率下,采用保持电路的SNDR达到84.8dB,SFDR达到92dB。     

3GHz～5GHz超宽带噪声系数稳定的低噪声放大器

采用共源共栅级结构和源极负反馈电路设计了一款应用于超宽带系统的低噪声放大器电路。结合巴特沃斯滤波器的特性,实现放大器的输入、输出匹配网络,并详细分析了电路的噪声系数。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,在3 GHz～5 GHz频带范围内对电路进行ADS软件仿真。仿真结果表明,在1.8 V供电电压下,功耗为13.2 mW,最大增益达到15 dB且增益平坦,最大噪声系数仅为1.647 dB,输入反射系数S11<-10 dB,输出反射系数S22<-14 dB。     

3.3V/0.18μm恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种3.3 V低压轨对轨(Rail-to-Rail)运算放大器。该运算放大器的输入级采用3倍电流镜控制的互补差分对结构,实现了满电源幅度的输入输出和恒输入跨导;输出级采用前馈式AB类输出控制电路,保证了轨对轨的输出摆幅以及较强的驱动能力。仿真结果表明,直流开环增益为120 dB,单位增益带宽为5.98 MHz,相位裕度为66°,功耗为0.18 mW,在整个共模范围内输入级跨导变化率为2.45%。     

一种Rail-to-Rail运算放大器设计

基于SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺设计了一种低功耗轨对轨运算放大器,并用Specie仿真器对运放的各种性能参数进行了仿真.运放采用3.3V电源,输入共模电压和输出摆幅均达到了轨对轨,输入级跨导在整个输入共模电压范围内仅变化15%,直流开环增益为99dB,单位增益带宽为3.2MHz,相位裕度为59°(10pF负载电容),功耗为0.55mW.     

一款适于音频ADC的共源共栅放大器设计

设计了一款适合于16位Sigma-delta调制器的增益增强型共源共栅运算放大器.该运算放大器主要采用套桶式共源共栅结构,带有一个开关电容共模反馈电路,并采用增益提高技术提高放大器的增益.运算放大器采用和舰0.35um mixed-signal CMOS工艺设计,直流增益可达到97.7dB;负载电容为4 pF时,单位增益频率为203MHz,满足了对模数转换器高速度和高精度的要求.     

2.5 Gb/s光接收机限幅放大器

限幅放大器采用全差分结构,利用有源电感技术和可调节共源共栅结构在1.8伏电源电压下有效地扩展了带宽和提高了增益。限幅放大器在SMIC 0.18μm CMOS工艺下设计完成。增益带宽放大单元采用两级级联,降低了功耗。仿真结果表明限幅放大器具有47dB的差动增益,3GHz带宽,29mW功耗。对于从3.6mVpp到1.2Vpp较宽的输入动态范围,均可保持稳定良好的输出眼图。     

适用于功率运算放大器的输入级放大电路设计

基于70 V高压双极型工艺,设计了一种适用于单片高压功率运算放大器的输入级电路。该电路采用p沟道结型场效应晶体管(JFET)组成的差分对套筒式共源共栅(differential telescopic cascode)结构,具有低偏置电流、低失调电压、低失调电流、高共模抑制比的特点。以共集-共射(CC-CE)的放大电路结构作为该输入级电路的负载,减小对输入级影响的同时能够提高电压增益。Spectre仿真结果表明,输入偏置电流仅为20 pA,失调电压为0.11 mV,失调电流为0.57 fA,连接负载后的增益可以达到89 dB,单位增益带宽达到8.13 MHz。     

一种二阶温度补偿的CMOS带隙基准电路

提出了一种可用于标准CMOS工艺下且具有二阶温度补偿电路的带隙基准源。所采用的PTAT2电流电路是利用了饱和区MOSFET的电流特性产生的,具有完全可以与标准CMOS工艺兼容的优点。针对在该工艺和电源电压下传统的启动电路难以启动的问题,引入了一个电阻,使其可以正常启动。基准核心电路中的共源共栅结构和串联BJT管有效地提高了电源抑制比,降低了温度系数。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺运用HSPICE软件进行了仿真验证。仿真结果表明,在3.3V供电电压下,输出基准电压为1.2254V,温度系数为2.91×10-6V/℃,低频的电源抑制比高达96dB,启动时间为7μs。     

一种低功耗差动CMOS带隙基准源

设计了一种采用0.6μmCMOS工艺的低功耗差动带隙基准电压源电路.在设计中采用两个pn结串联结构来减小运放失调电压的影响,并采用自偏置共源共栅运放来改善MOS器件对电源的依赖性.这种带隙基准源输出电压为2V,功耗为2.3mW,温度系数可达到13ppm/℃,主要适用于高精度模拟系统,并带有提高电源抑制比电路和启动电路.     

ADC低电压高增益运算放大器VLSI设计

结合模／数转换器工作原理和VLSI设计方法,分析和设计了一种应用于ADC的高增益运算放大器。由于套筒式共源共栅结构电路具有增益高、功耗低、频率特性好的优点,故采用套筒式共源共栅结构来完成高增益放大器的设计。在1．8V电源电压下,运算放大器采用Chartered0．18μmCMOS工艺模型进行Cadence仿真。结果表明,该放大器的增益、带宽、相位裕度、功耗等均能达到设计要求。     

BiCMOS带隙基准电压源的设计及应用

基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺,设计了应用于一款"10-Gbps跨阻放大器(TIA)"芯片的带隙基准电压源。该带隙基准电压源工作在3.0 V~3.6 V的电源电压下,输出基准参考电压为1.2 V,温度系数为10.0 ppm/℃,低频时电源抑制比为-69 d B,具有良好的性能。应用该带隙基准电压源完成了TIA芯片中偏置电路模块的设计,该偏置电路除了提供偏置电流外,还具备带宽调节功能,可实现对TIA输出电压信号带宽进行7.9 GHz、8.9 GHz、9.8 GHz和10.1 GHz四档调节,提高了TIA芯片的应用性。目前,带隙基准电压源与偏置电路随TIA芯片正在进行MPW(多项目晶圆)流片。     

IrDA中高增益CMOS共栅前置放大器

提出了一种应用于IrDA的高增益CMOS共栅前置放大器.与传统的共源共栅结构不同,该电路采用宽摆幅共源共栅作负载以获得高增益.从理论上对电路的可行性进行了分析,采用CSMC 0.6μm CMOS工艺的仿真结果表明该电路具有110.3dBΩ的增益,105kHz的带宽,电路功耗仅为200μW.