多通OTA有源滤波器

本文提出一种用跨导运算放大器(OTA)和电容实现的状态变量滤波器。它具有在同一输入条件下,同时输出高通、低通、带通和带阻等滤波函数的特点,并且滤波器的中心频率ω_0,品质因子Q和增益因子K可独立调节,易于单片集成。已用计算机SPICEⅡ程序对所设计的OTA滤波器电路进行了模拟,结果与设计完全一致。     

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。     

基于最小电流选择的运算放大器设计

设计了一种工作电压为3V恒跨导满幅CMOS运算放大器,针对轨对轨输入级中存在的跨导不恒定和简单AB类输出级性能偏差这2个问题,提出了利用最小电流选择电路来稳定输入级的总跨导;浮动电流源控制的无截止前馈AB类输出级实现了运放的满幅输出,同时减小了交越失真。该电路通过HSpice进行仿真验证,在0～3V输入共模范围内,输入级跨导的变化小于3.3%,开环增益为93dB,单位增益带宽为8MHz,相位裕量为66°。     

可调谐N通道带通滤波器的设计

为了解决传统滤波器的中心频率不易调节、Q值低、带外抑制差和增益小等问题。本文设计了一种可调谐高Q值的增益提高型N通道带通滤波器,采用两路N通道差分结构和两个跨导放大器构成。差分结构消除偶次谐波,跨导放大器提高电路增益,片外变压器用作平衡-不平衡转换器,改善滤波器Q值并实现阻抗匹配。该滤波器在1.2 V供电电压下,采用TSMC 180 nm CMOS工艺,取N=4构成差分4通道滤波器。Cadence Spectre RF仿真结果显示,滤波器的增益大于8.5dB,中心频率可调范围为0.1～1 GHz,带内插入损耗S_(11)大于10 dB,带外IIP3大于10 dBm,噪声系数小于2.2 dB,在f_s=300 MHz处,带外抑制达到28 dB。该滤波器的高Q值、高可调谐和高性能使其在认知无线领域有着广泛的应用。     

一种低电压恒定跨导轨到轨运算放大器的设计

设计了一种低电压恒定跨导的轨到轨运算放大器,作为误差放大器用在BUCK型DC-DC上实现对输出电压的调节。该运算放大器采用两级结构,输入级采用互补差分对的结构,实现了轨到轨电压的输入,并且利用2倍电流镜技术实现了跨导的恒定;输出级采用AB类放大器的结构,提高了输出电压摆幅和效率,实现了轨到轨电压的输出。该电路基于CSMC 0.25μm EN BCDMOS工艺进行设计,仿真结果表明:电源电压为2.8 V时,在输出端负载电容为160 pF、负载电阻为10 kΩ的情况下,增益为124 dB,单位增益带宽积为5.76 MHz,相位裕度为59.9℃,输入跨导为5.2 mΩ~(-1),共模抑制比为123 dB,输入共模信号范围为0～2.8V,输出电压摆幅为0～2.8 V。     

高频高线性度跨导电容滤波器

为了提高滤波器的工作频率和线性度,提出一种新型跨导放大器。该跨导器采用差分和交叉耦合来改善跨导输入级直流传输特性的线性度,以及扩大输入电压允许范围;同时,为了稳定输出共模电平和增大动态范围,提出共模反馈电路和各支路增益调整方法。对该滤波器进行理论分析和验证,结果表明,Gm-C滤波器的截止频率为159.6MHz,过渡带宽大于45dB,动态范围为64dB,具有较好的高频和高线性度特性。     

一种多输出压控电流差分跨导放大器的设计

提出了一种具有Z端复制输出、跨导可由电压调节的电流差分跨导放大器（MO-VCCDTA）。该电路采用低压高性能电流镜作为电流输入级,降低了消耗的电压余度、输入阻抗与传输误差;利用MOS管的线性组合,实现了可由电压控制跨导的跨导放大级。采用SMIC 0.18um CMOS工艺进行仿真,结果表明：在 0.9V电源电压下,电路的线性输入范围为-100uA-100uA,输入电阻约为10Ω;跨导值可在0.34mS-1.56mS内线性变化,Iz/Ii、Ix/Ii的-3dB带宽分别为131MHz、88MHz;电路总功耗为2.8mW。最后,仅采用两个该模块和两个接地电容得到了电流模式通用二阶滤波器。     

晶体管工作状态对SiGe带通滤波器的影响研究

采用SiGe异质结双极晶体管,设计了一种具有回转结构的带通跨导-电容滤波器.使用ADS软件进行电路图的仿真分析.研究镜像电流源的集电极电阻R对该滤波器中心频率、输出增益及功耗的影响.分析结果表明,镜像电流源集电极电阻R的调节可以控制镜像电流源的晶体管工作状态和回转电路的偏置电流.因此,要获得更高的中心频率,镜像电流源中直接给跨导单元提供电流的晶体管不用按常规工作在放大区而可以工作在饱和区.对滤波器输出增益和功耗的进一步分析结果表明,以上晶体管工作在饱和区不仅可以提高滤波器的工作频率,还可以提高滤波器的输出增益,但是也会同时增加滤波器的功耗.     

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。     

SOI温度补偿效应的全集成高线性度Gm-C滤波器设计

提出了一种全差分运算放大器,该运算放大器采用电压负反馈方式稳定输出共模电平, 调节输入差分管相应的衬底偏置改变输入对的阈值电压差,从而调节放大器的跨导来调整滤波器的截止频率,这样可以补偿温度变化对滤波器频响造成的漂移。实现了基于Gm-c结构的三阶Chebyshev低通滤波器,该滤波器采用GSMC的0.13um SOI工艺,电源电压1.2v,6层金属设计,仿真结果表明,该滤波器通带增益0dB,-1dB截止频率8MHZ,38MHZ处增益衰减达到-35dB,带内波动0.5dB,输入为1MHZ,400mVpp时,THD为-57dB,,功耗7mW.     

一种新型通用有源电流模式滤波器的设计

在建立了MOS场效应管小信号模型的基础上,采用信号流图的方法设计了一个三输入一输出的二阶通用有源电流模式滤波器。该滤波器能够通过合理的选择输入电流实现不同的滤波功能,并可通过改变滤波器电路的工作条件来实现不同参数的滤波。推导出这种结构的滤波器具有低灵敏度的特性,总结了这种结构的滤波器的优缺点。     

基于CC多输入单输出电流模式滤波器

为了实现结构简单、便于集成的三输入单输出电流模式滤波器,提出了三输入单输出电流模式滤波器的信号流图。用CC(第二代电流传输器)及多端输出的电流镜实现了该信号流图,得到一个由CC及电流镜共同构成的电流模式滤波器。该滤波器由2个CC、1个三端输出的电流镜及4个RC元件构成,能方便地实现5种滤波器输出。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表中的信号处理。硬件实验结果表明提出的电路是正确的。     

基于CCⅡ多输入单输出电流模式滤波器

为了实现结构简单、便于集成的三输入单输出电流模式滤波器,提出了三输入单输出电流模式滤波器的信号流图。用CCⅡ（第二代电流传输器）及多端输出的电流镜实现了该信号流图,得到一个由CCⅡ及电流镜共同构成的电流模式滤波器。该滤波器由2个CCⅡ、1个三端输出的电流镜及4个RC元件构成,能方便地实现5种滤波器输出。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表中的信号处理。硬件实验结果表明提出的电路是正确的。     

一种自动频率调谐高频跨导电容滤波器

采用BiCMOS工艺,设计了可自动频率调谐的高频跨导-电容滤波器.在跨导电路中,使用有源负阻稳定共模信号,提高直流增益.在频率调谐电路中,利用锁相回路比较参考频率与滤波器输出频率的相差,进而调节滤波器特性.     

基于单一PMOS差分对的轨到轨输入运算放大器设计

基于国内某CMOS工艺设计了一种单一PMOS差分对的轨到轨输入、恒跨导CMOS运算放大器。输入级电路采用折叠共源共栅结构,通过体效应动态调节输入管的阈值电压扩展共模输入范围到正负电源轨,恒定共模输入范围内的跨导,自级联电流镜有源负载将差分输入转换为单端输出;输出级电路采用AB类结构实现轨到轨输出,线性跨导环确定输出管的静态偏置电流。在5 V电源电压,2.5 V共模电压,1 MΩ负载条件下,经Spectre仿真验证,该运算放大器开环增益为119 dB,相位裕度为58°,共模输入范围为0.0027～4.995 V,共模范围内跨导变化小于3%,实现了轨到轨输入共模范围内的跨导恒定。     

模拟跨阻低通滤波器的设计

跨阻滤波器的输入为电流信号,输出为电压信号.本文给出了跨阻滤波器的设计方法,并按照品质因数Q的低、中、高详细介绍了三种双二阶节跨阻低通滤波器的电路拓扑结构及其参数计算方法.二阶跨阻低通滤波器与传统滤波器相级联即可实现高阶跨阻低通滤波器.最后,通过高阶跨阻低通滤波器的设计实例,验证文中所给出的设计方法的有效性.     

基于单片MO-CDTA的高输出阻抗电流模式KHN滤波器

提出了一个多输出电流差分跨导放大器(MO-CDTA),并利用它设计了一个电流模式KHN滤波器。该电路仅使用1个MO-CDTA和2个接地电容,不仅能同时实现高通、带通和低通电流转移函数,而且输入端虚地、输出端具有高阻抗。借助于所给的偏置电路,能实现极点频率和品质因数独立、线性地电控调谐。仿真结果表明,设计的电路正确有效。     

一种新型通用有源电流模式滤波器的设计

本文在建立了MOS场效应管小信号模型的基础上，采用信号流图的方法设计了一个三输入-输出的二阶通用有源电流模式滤波器。该滤波器能够通过合理的选择输入电流实现不同的滤波功能，并可通过改变滤波器电路的工作条件来实现不同参数的滤波。并推导出这种结构的滤波器具有低灵敏度的特性，最后、进一步总结了这种结构的滤波器的优缺点。     

全摆幅运算放大器的设计

设计了一种全摆幅输入的运算放大器。通过恒定跨导结构实现互补输入差分对共模输入电压在轨到轨范围内对恒定跨导的控制。设计中在输出结构里使用了电流求和电路,以达到输出信号相加,实现单端输出的功能。采用Spectre进行仿真,电源电压5V时,低频增益84dB,单位增益带宽12MHz。     

单片集成CMOS二阶OTA-C连续时间模拟滤波器

以本文提出的电流提升运算跨导放大器(以下简称OTA)作有源器件,采用3微米P阱CMOS工艺制成了全集成二阶OTA-C连续时间模拟滤波器.测试结果表明:该滤波器的中心频率(带通)可由片外电信号调节,其可谓范围从18千赫至160千赫;滤波器具有恒定Q值,且其值决定于两个MOS电容值之比;当输入1伏峰值的正弦信号时,输出信号的总谐波失真(THD)不大于0.36％;选用合适的信号输入端,该滤波器还可以实现低通、带通、高通和带阻四种传递函数.