恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计

为了提高运算放大器对电源电压的利用率,基于GSMC 0.18 μm CMOS工艺模型,设计了一种高增益恒跨导轨对轨CMOS运算放大器。该运算放大器的输入级采用了互补差分对,并通过3倍电流镜法保证输入级总跨导在整个共模输入范围内恒定;为了获得较大的增益和输出摆幅,中间级采用了折叠式共源共栅结构;输出级采用了AB类输出控制电路,使输出摆幅基本实现了轨对轨。在3.3 V供电电压以及1.6 V输入电压下,该放大器的直流增益为126 dB,单位增益带宽为50 MHz,相位裕度为65°。电路结构简单,易于调试,可大大缩减设计周期和成本。     

一种恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计

设计了一种新颖的恒跨导轨对轨CMOS运算放大器结构。输入级采用轨对轨的结构,在输入级采用4个虚拟差分对管来对输入差分对的电流进行限制,使运放的输入级跨导在工作范围内保持恒定。输出级采用前馈式AB类输出结构,以使输出达到全摆幅。仿真结果显示,在5 V电源电压和带有10 pF电容与10 kΩ电阻并联的负载下,该运放在共模输入范围内实现了恒跨导,在整个共模输入范围内跨导变化率仅为3%,输出摆幅也达到了轨对轨全摆幅,运放的开环增益为108.5 dB,增益带宽积为26.7 MHz,相位裕度为76.3°。     

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。     

恒跨导高摆率轨对轨运算放大器的设计

本文在分析MOS管恒跨导输入级和AB类输出级运算放大器的基础上设计了一个高摆率、恒跨导的轨对轨运算放大器。在输入级中采用了齐纳二极管的稳压原理,保证Rail-to-Rail运算放大器的输入跨导恒定。为了实现高转换率,本文采用了一种新型的压摆率提高电路。另外,为了提高系统的稳定性,采用了控制零点的米勒补偿进行频率补偿。采...     

一种恒跨导高增益轨到轨运算放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种新颖的恒跨导高增益轨到轨运算放大器。输入级仅由NMOS管差分对构成,采用电平移位及两路复用选择器控制技术,在轨到轨共模输入范围内实现了输入级恒跨导。中间级采用折叠式共源共栅放大器结构,运算放大器能获得高增益。输出级采用前馈型AB类推挽放大器,实现轨到轨全摆幅输出。利用密勒补偿技术进行频率补偿,运算放大器工作稳定。仿真结果表明,在1.8 V电源电压下,该运算放大器的直流开环增益为129.3 dB,单位增益带宽为7.22 MHz,相位裕度为60.1°,整个轨到轨共模输入范围内跨导的变化率为1.44%。     

一种3 V CMOS恒跨导运算放大器的设计

提出了一种适合在3V电源电压下工作的CMOS运算放大器，其动态工作范围为0-3V，在整个工作范围内，运算放大器的跨导基本保持不变，给出了BSIM3V3模型下的Hspice模拟结果。     

一款基于电荷泵高压内电源的恒定跨导轨到轨运算放大器

设计了一款基于电荷泵高压内电源的恒定跨导轨到轨运算放大器.输入级采用PMOS差分对结构,通过电荷泵产生高于电源电压的输入级内电源,使运放在轨到轨输入范围能正常工作并保持输入跨导恒定.电荷泵电路所需的时钟信号通过内部振荡器电路产生,再通过电压自举电路和时序电路产生所需电平的非交叠开关控制信号,最后利用时间交织结构输出连续稳定的高压内电源.在电荷泵实现中还采用了辅助开关结合跟随运放的结构降低了主开关在切换时的毛刺.该运放在折叠式共源共栅结构中使用增益自举结构提高了总体增益,输出级采用class AB类输出结构实现轨到轨输出.该运算放大器基于0.5μm CMOS工艺完成电路与版图设计,仿真结果表明,在5 V电源电压下,直流增益为150.76 dB,单位增益带宽为53.407 MHz,相位裕度为96.1°,输入级跨导在轨到轨输入共模范围内的变化率为0.001 25%.     

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%.     

低功耗轨至轨CMOS运算放大器设计

设计了一个1.5 V低功耗轨至轨CMOS运算放大器。电路设计中为了使输入共模电压范围达到轨至轨性能,采用了NMOS管和PMOS管并联的互补差动对输入结构,并采用成比例的电流镜技术实现了输入级跨导的恒定。在中间增益级设计中,采用了适合在低压工作的低压宽摆幅共源共栅结构;在输出级设计时,为了提高效率,采用了简单的推挽共源级放大器作为输出级,使得输出电压摆幅基本上达到了轨至轨。当接100 pF电容负载和1 kΩ电阻负载时,运放的静态功耗只有290μW,直流开环增益约为76 dB,相位裕度约为69°,单位增益带宽约为1 MHz。     

低功耗恒定跨导轨对轨运算放大器设计技术研究

为了解决轨对轨运算放大器输入级跨导随共模输入电压变化的影响,采用实时共模电压监测技术,动态跟踪轨对轨运放输入级的跨导变化,通过对偏置电流的高精度定量补偿,从而实现了对输入级跨导的恒定性控制。基于0.18μm CMOS工艺进行了具体电路的设计实现,结果表明:在电源电压3.3 V、负载电阻100Ω、负载电容1 nF的条件下,运放增益为148 dB、相位裕度为61°、功耗为39.6μW,共模输入范围高达0~3.3 V,输入级跨导变化率仅为2.1%。     

高性能Rail-to-Rail恒定跨导CMOS运算放大器

基于UMC的0.6μm BCD 2P2M工艺,探讨了一种高性能Rail-to-Rail恒定跨导CMOS运算放大器.该运算放大器的输入级采用互补差分对,其尾电流由共模输入信号来控制,以此来保证输入级的总跨导在整个共模范围内保持恒定.输出级采用ClassAB类控制电路,并且将其嵌入到求和电路中,以此减少控制电路电流源引起的噪声和失调.为了优化运算放大器低频增益、频率补偿、功耗及谐波失真,求和电路采用了浮动电流源来偏置.该运算放大器采用米勒补偿实现了18MHz的带宽,低频增益约为110dB,Rail-to-Rail引起的跨导变化约为15%,功耗约为10mW.     

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。     

一种低失调CMOS轨到轨运算放大器研究

基于CMOS工艺设计了一款轨到轨运算放大器,整体电路包括偏置电路、输入级、输出级以及ESD保护电路。电路中的输入级使用了一种全新的架构,通过一对耗尽型NMOS管作为输入管,实现轨到轨输入,同时在输入级采用了共源共栅结构,能够提供较高的共模输入范围和增益;在输出级,为了得到满摆幅输出而采用了AB类输出级;同时ESD保护电路采用传统的GGMOS电路,耐压大于2 kV。经过仿真后可知,电路的输入偏置电流为150 fA,在负载为100 kΩ的情况下,输出最高和最低电压可达距电源轨和地轨的20 mV范围内,当电源电压为5 V时能获得80 dB的CMRR和120 dB的增益,相位裕度约为50°,单位增益带宽约为1.5 MHz。     

一个低噪声轨到轨输入输出范围的运算放大器

设计了一个轨到轨输入输出范围的低噪声运算放大器.在输入级采用电流补偿的方法来稳定该运算放大器在整个输入共模范围内的跨导,在输出级使用AB类的输出方法来提高运算放大器的输出范围,并运用双极晶体管比较低的闪烁噪声来改善该运算放大器的噪声性能,以此提高该运算放大器的动态范围.     

一种输入输出轨到轨CMOS运算放大器的设计

随着电源电压的日益降低,信号幅度不断减小,在噪声保持不变的情况下,信噪比也会相应地减小。为了在低电源电压下获得高的信噪比,需提高信号幅度,而输入输出轨到轨运算放大器可获得与电源电压轨相当的信号幅度。中文在理论分析了输入输出轨到轨CMOS运算放大器主要架构优缺点后,给出了一种新的输入输出轨到轨CMOS运算放大器的设计,该电路在华润上华0.18 μm工艺平台上流片验证。测试结果表明,输入范围从0到电源电压,输出范围从50 mV到电源电压减去50 mV,实现了输入输出轨到轨的目标。     

Input/Output Rail-to-Rail CMOS Operational Amplifier with Shaped Common-Mode Response

This paper presents an input/output rail-to-rail class-AB CMOS operational amplifier with reduced variations in unity-gain frequency over the entire voltage range. The rail-to-rail amplifier input stage is based on two parallel-connected complementary differential pairs. Variations in the small-signal response are kept to a minimum by realizing an adequate shaping of the CM response of the input stage, while still reducing deviations in the total limiting current of the two input pairs with respect to traditional solutions. This is achieved independently of the g _m -I _D characteristic of the amplifier input devices and of any strict matching condition between the complementary input pairs. Experimental results from a 3-V 0.8-m CMOS test-chip are given.     

低压Rail-to-Rail CMOS运算放大器的设计

基于0.5μm标准CMOS工艺,设计了一种带有恒跨导输入级的轨对轨(rail-to-rail)低压CMOS运算放大器.采用折叠式共源共栅差分电流镜放大器输入级和改进的CMOS AB类输出级,实现了电源满幅度的输入输出和恒输入跨导.用Cadence Spectre仿真器,对整个电路在3.3 V工作电压下进行仿真,其直流开环增益AV=70.6 dB,相位裕度PM=71°,单位增益带宽GB=1.37 MHz.芯片面积为0.7 mm×0.4 mm.实际测试结果与模拟结果基本一致.