40Gb/s光通信系统驱动放大器设计

针对40Gb/s光通信系统对高速芯片的需求,设计出一种微波单片宽带驱动放大器。该放大器基于0.15μm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管工艺,可用于驱动铌酸锂调制器。放大器的宽带实现方案选择分布式拓扑结构,增益单元选择带有耦合电容的共源共栅结构。利用ADS仿真软件进行设计仿真,结果显示,所设计的放大器在DC-35GHz的工作带宽内增益响应平坦,电压增益大于10dB,增益平坦度为±0.5dB,具驻波特性良好,其输入、输出反射系数在频带内的典型值均小于-10dB;在1dB压缩点的输出功率为20dBm,故设计方案可行。     

20~26 GHz硅基氮化镓可变增益低噪声放大器

基于100 nm硅基氮化镓(GaN)工艺,本文设计并实现了一款工作频段为20～26 GHz且增益平坦的可变增益低噪声放大器(VGLNA).该放大器采用三级共源级级联来实现高增益,并通过调节第二、第三级的栅极偏置实现增益控制.测试结果表明,该放大器在工作频段内实现了超过20 dB的增益可变范围和±1.5 dB的增益平坦度,在增益可变范围内功耗为126 mW至413 mW.在最大增益状态下,该放大器在整个频段内可实现大于20 dB的小信号增益且噪声系数(NF)为2.95 dB至3.5 dB,平均输出1dB压缩点(OP1dB)约为14.5 dBm.该芯片的面积为2 mm~2.     

铒镱共掺光纤放大器的共掺杂特性研究

研究铒与镱共掺杂光纤离子浓度和掺杂比例对光纤光谱性能的影响.EDF的吸收与铒离子掺杂浓度以及铒离子与镱的掺杂比例有关;加入镱离子可以加宽EDF的吸收带.通过研究Er3 浓度、Yb3 浓度、抽运光功率、光纤长度对放大器增益的影响,并与单掺铒光纤放大器进行了比较,表明共掺光纤的增益和效率明显高于单掺铒光纤.     

用于流水线型ADC的运算放大器设计

基于0.18μm CMOS工艺设计了一个用于流水线型ADC的全差分运算放大器,提出简化的等效模型,推导得到其传输函数,分析影响直流增益和频率特性的关键因素,优化关键节点处MOS尺寸与次极点位置,以取得较高增益和较大单位增益带宽。仿真结果表明,在1.8V电源电压下,所设计的运算放大器在负载为4pF时,直流增益为123dB,单位增益带宽为860MHz,相位裕度为68°,能满足14位、50MHz以上流水线ADC的需要。     

基于AD603数控高增益宽带放大器的设计

提出了一种采用数控方式的高增益、宽带宽放大器。采用多个放大器直接耦合级联的方式,有效改善了放大器的低频特性,提高了放大增益范围;数控增益自动稳定技术,有效带宽内提高了增益稳定性;多个放大器增益统一控制电压,降低了增益控制难度,使控制电压与放大增益成线性关系,有利于数控调节增益变化;AVR单片机作为数控单元,键盘输入预置、调节增益,液晶显示,使放大器的操作简单快捷;数控联动开关技术,设计了两级或三级放大的切换功能,使放大器的应用更加灵活。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

用于低功耗A/D转换器的运算跨导放大器设计

设计了一种适用于采用级间共用运放技术的10bit流水线A/D转换器(ADC)的低功耗全差分运算跨导放大器(OTA).该放大器由一个改进的折叠共源共栅结构和一个套筒共源共栅结构共同组成,利用时钟控制,使ADC的采样保持和余量增益电路正常工作并满足其性能要求.基于0.6μmCMOS工艺对电路进行了设计,并利用HSpice软件对电路进行了仿真.仿真结果表明,该放大器在采样保持和奇数级电路中开环增益为60dB,偶数级电路开环增益为50dB,总功耗仅为4.5mW,满足低功耗ADC所要求的性能指标.     

一种高线性度宽带可编程增益放大器设计

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计一款应用于软件无线电射频收发系统的高线性度宽带可编程增益放大器。采用闭环负反馈结构,通过差分运算放大器电路以及选通无源电阻电容网络实现增益dB线性可调,添加负电容电路扩展带宽,满足高线性度要求。同时,添加具有四阶巴特沃斯滤波器的直流漂移抑制电路抑制直流偏移。仿真结果表明,该可编程增益放大器在1.8V电源电压下,工作电流为7mA,增益动态范围为-11~20dB,步长为1dB,工作带宽为0~100MHz,输出1dB压缩点为14.8dBm,噪声系数为23dB。能够满足软件无线电射频收发系统的指标需求。     

无共模反馈电路的低功耗可变增益放大器

设计了一种低功耗高动态范围数字控制的可变增益放大器.提出了一种新的稳定输出共模电平的方法,在负载电阻切换的同时改变流过电阻中的电流来保持电阻上的电压降不变,从而稳定输出共模电平.该方法无需额外的共模反馈电路,降低了功耗.同时采用级间电容耦合结构解决了直流失调问题,不需要直流失调校准电路.采用 TSMC 0.18μm CMOS工艺进行了电路设计和仿真.仿真结果表明,该可变增益放大器消耗的平均电流为504.7μA,-3dB带宽大于1.16MHz, 动态范围达到了81dB,变化步长为3dB,增益误差小于±0.65dB.     

基于遗传算法的高增益宽带拉曼放大器的设计

对拉曼散射的耦合方程进行推导,得到不同泵浦光对拉曼增益贡献的表达式,改进了波长和功率两步优化的遗传算法.对波长的优化不考虑信号光之间的泵浦作用,大大减少了优化参数,对功率的优化则把忽略的信号光之间的泵浦作用考虑进去.构造了体现特定高增益和宽带平坦的适应度函数.分析了遗传算法的种群大小和选择方式.最后优化得到了使用8个泵浦波长,增益波动小于1 dB的高增益(20 dB)宽带(80 nm)拉曼放大器.     

低耗能流水线模数转换器的运算放大器设计与仿真

基于0.13,μm工艺,设计一个用于1.2,V低电压电源的10比特83MSPS流水线模数转换器的两级运算放大器.该放大器采用折叠共源共栅为第一级输入级结构,共源为第二级输出结构.详细介绍了运算放大器的设计思路、指标确定方法及调试中遇到的问题和解决方法.模拟结果显示：该运算放大器开环直流增益可达79.25,dB,在负载电容为2,pF时的单位增益频率达到838 MHz,在1.2,V低电压下输出摆幅满足设计要求,高达1 V,满足了10比特低电压高速度高精度模数转换器的要求.     

低电压低功耗伪差分两级运算跨导放大器设计

为了满足电池供电设备低功耗、低电压的要求,提出一种用于超低电压和低功率混合信号应用的、基于米勒补偿的两级全差分伪运算跨导放大器(OTA).该放大器电路使用标准的0.18μm数字CMOS工艺设计,利用PMOS晶体管的衬体偏置减小阈值电压,输入和输出级设计为AB类模式以增大电压摆幅.将输入级用作伪反相器增强了输入跨导,并采用正反馈技术来增强输出跨导,从而增大直流增益.在0.5 V电源电压以及5 pF负载下对放大器进行模拟仿真.仿真结果表明,当单位增益频率为35 kHz时,OTA的直流增益为88 d B,相位裕量为62°.与现有技术相比,所提出的OTA品质因数改善了单位增益频率和转换速率,此外,其功耗仅为0.08μW,低于其他文献所提到的OTA.     

W-band 3.4 W/mm GaN power amplifier MMIC

A high power density monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifier is presented for W band application. The chip is fabricated using the 100 nm GaN high electron mobility transistor (HEMT) technology on a 50 μm SiC substrate. The amplifier is designed for a high gain and high output power with three stage topology and low-loss impedance matching networks designed with high and low characteristic impedance micro-strips and metal-insulator-metal (MIM) capacitors. And quarter-wave micro-strips are employed for the DC bias networks, while the power amplifier is also fully integrated with bias networks on the wafer.Measurement results show that, at the drain bias of 15 V, the amplifier MMIC achieves a typical small signal gain of 20 dB within the frequency range of 88~98 GHz. Moreover, the saturated output power is more than 250 mW at the continuous-wave mode. At 98 GHz, a peak output power of 405 mW has been achieved with an associated power gain of 13 dB and a power-added-efficiency of 14.4%. Thus, this GaN MMIC delivers a corresponding peak power density of 3.4 W/mm at the W band.     

一种高压摆率低电压CMOS AB类放大器的设计

为了增加单位增益频率与压摆率,并能够工作在低电源电压下,同时降低偏置电流,提出了一种改进的基于0.18μm CMOS工艺的AB类放大器,其采用多级放大器结构,第一级为具有电流镜负载的NMOS差分对,第二反相级由共源放大器实现,第三极为AB类放大器,其能够在±500 m V电源下工作.电路仿真结果显示该放大器相位裕度为87°;总补偿电容为5 p F,与传统放大器相比减少了50%;单位增益频率为21.17 MHz,比传统放大器增大约10倍;压摆率为7.5和8.57 V/μs,与传统电路相比,分别增加了2.8倍和2.6倍.此外,与其他文献相比,该放大器具有较大的单位增益带宽和压摆率以及较小的功耗.     

一种低功耗高共模抑制比运算放大器设计

为了解决传统伪差分跨导运算放大器共模抑制比较差的问题,提出了一种新型低功耗伪差分CMOS运算跨导放大器.通过共模前馈技术消除了电路输出节点处的输入共模信号,以便以最小的面积成本、功耗和寄生分量来提高共模抑制比(CMRR),并采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺对该OTA进行模拟仿真.仿真结果表明,在2 pF电容负载下,该OTA的直流增益为46.4 dB,增益带宽为14.5 MHz,相位裕度为85°.该OTA的CMRR高达110.1 dB,且在1.2 V单电源电压下,其功耗仅为28.6 μW,面积仅为33×10^-5 mm².     

高频小信号LC谐振放大器的设计

本文介绍了高频小信号LC谐振放大器的设计思路与具体电路实现,主要由衰减网络、LC谐振放大、电压跟随和电源四大模块组成。衰减器采用电阻式TT型网络实现;LC谐振放大中选用功耗小的2N2222型三极管进行两级放大,LC谐振部分为放大器的负载;电压跟随采用集成运放OPA355,以实现电路阻抗的良好匹配;为了给放大器工作提供稳压电源,采用LM317稳压芯片设计了一个电源。经测试,放大器低功耗、高增益,具有良好的选择性。     

一款低电压高精度CMOS运算放大器设计

设计了一种采用0.6um CMOS工艺的低电压高精度的运算放大器电路。在设计中输入级采用两对跨导器件rail-to-rail的电路结构,从而实现输入级的跨导在整个共模输入范围内保持恒定。输出级采用AB类rail-to-rail推挽结构,达到高驱动能力和低谐波失真的目的。此运放可提供1.5V电压降,采用适当的输出负载,闭环电压增益,单位增益带宽和相位裕度分别达到了80dB,832kHz和64°。     

新型3.1～6GHz高增益超宽带低噪声放大器

在传统的窄带达林顿结构放大器基础上,提出一种新型高增益超宽带达林顿结构低噪声放大器.该放大器采用高频低噪声晶体管,采用电感补偿技术和正实电阻补偿技术,保持了达林顿放大器高增益的优点,而且也取得了低噪声、良好输入输出匹配和宽带稳定性.通过优化设计,新型放大器在3.1～6 GHz内,增益S21高达21 dB,变化不超过0.3 dB,噪声系数F为1.5～2.1 dB,输入输出反射系数S11和S22都小于-14 dB,在宽带内保持稳定.     

2.4GHz线性功率放大器的分析与设计

该文介绍了基于SMIC 0.18μm CMOS工艺工作于2.4GHz功率放大器的设计方法,并给出了仿真结果.电路采用两级放大的结构,驱动级采用自偏置Cascode结构,为了保证驱动级有足够的线性度,偏置电压采用了自适应结构,使偏置电压随着输入功率的不同而变化,保证了放大器的线性度并提高了功率附加效率,功率级采用共源结构...