一种新型电荷泵电路设计

Dickson电荷泵在多级级联时,体效应会显著降低电荷泵的效率。提出了一种新型电荷泵电路,该电荷泵采用交叉耦合的NMOS开关管传输电荷,利用每一级的输出电压控制开关管的栅极,有效抑制了体效应的影响,提高了电压增益。Spectre结果显示,在3.3 V的工作电压下,四级新型电荷泵轻松实现了15 V的高输出电压。该电荷泵电路性能优异,具有很强的实用性。     

高性能误差放大器的设计与实现

提出一种应用于电压反馈PWM降压DC-DC开关电源的高性能误差放大器。该放大器采用反馈结构,具有较大的动态范围,并可消除噪声影响,从而显著减小了DC-DC开关电源的纹波电压。文中提出的误差放大器电路采用Chart.35m标准CMOS模拟电路工艺库实现,仿真结果表明,该DC-DC变换器的稳定性较好,系统的转换效率达到80%以上,输出纹波电压的峰-峰值小于20mV。     

一种高压自适应频率电荷泵

提出了一种新颖的高压自适应频率电荷泵结构,包含了变频振荡电路、电平变换电路和两级升压电路。与传统电感式电荷泵及脉冲宽度调制方式电荷泵相比,本结构有噪声小和轻载转换效率高两个突出的优点。该电路使用了CSMC 0.35μm BCD CMOS工艺,在单片步进电机驱动芯片上的应用结果表明,该电荷泵具有效率高、易集成、反应快及稳定性好等优点,最大输出电流达3 mA。     

低功耗电荷泵 DC/DC 升压电路设计

电源管理芯片的应用范围十分广泛,发展电源管理芯片对于提高整机性能具有重要意义,对电源管理芯片的选 择与系统的需求直接相关。其中电荷泵电路通过电荷转移方式工作,来达到在无电感元件情况实现一定升压,因此该升 压电路和该款电源管理芯片在应用中很受欢迎。该设计分析的低功耗电荷泵 DC/DC 升压电路是同国外某公司的合作项 目。该电路采用 0.35 μm 标准的 CMOS 工艺制成,输入电压在 2.5 V～5.0 V,且输入电压高于或低于输出电压时,输出 电压都可保持稳定的低纹波输出,并能自动工作于升压或降压模式。该电荷泵电路采用比较升压电路,有效的降低了芯 片功耗,特别在轻负载情况下提高了系统的转换效率。电路还具有软启动、过热保护及过流保护等多重保护功能。仿真 结果均达到预定指标,是设计理论与实践相结合的一次有价值的尝试。     

一种两级误差放大器结构的LDO设计

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种两级误差放大器结构的LDO稳压器。该电路运用两级误差放大器串联方式来改善LDO的瞬态响应性能,采用米勒频率补偿方式提高其稳定性。两级放大器中主放大器运用标准的折叠式共源共栅放大器,决定了电路的主要性能参数;第二级使用带有AB类输出的快速放大器,用来监控LDO输出电压的变化,以快速地响应此变化。电路仿真结果显示:在电源电压为5 V时,输出为1.8 V,输出电压的温度系数为10×10-6/℃;当电源电压从4.5 V到5.5 V变化时,线性瞬态跳变为48 mV;当负载电流从0 mA到60 mA变化时,负载瞬态跳变为5 mV。且环路的相位裕度为74°,整个电路的静态电流为37μA。该电路结构的瞬态跳变电压值远小于其他电路结构,且能实现低功耗供电。     

一种应用于CMOS电荷泵锁相环中的新型电荷泵

电荷泵是CMOS电荷泵锁相环中的一个重要模块,其性能直接决定了整个锁相环系统的工作稳定性和各项指标的好坏,但传统结构的电荷泵却存在电荷共享、电流失配、电荷注入以及时钟馈通等问题。本设计为一种利用可调节共源共栅结构的差分输入单端输出电荷泵,采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺,利用Agilent公司推出的系统分析软件ADS（Advanced Design System）完成对电路的仿真。仿真结果表明该CMOS电荷泵具有相位噪声小,输出电流平滑,输出电压谐波分量低,开关延迟小等优良特性,在电荷泵输出电压范围为0.7～2.4V内,充放电电流匹配良好。     

一种基于斩波调制的带隙基准电压源

为了消除由于晶体管不匹配产生的随机失调对带隙基准源精度的影响,设计了一种采用斩波调制技术的带隙基准电压源。该方法采用对称性OTA的结构来减小带隙基准电压源的系统失调,并利用带隙基准核心电路中的与绝对温度成正比(PTAT)的电流源为OTA提供自适应偏置,从而较小了整个电路的功耗。通过基于0.35μm CMOS工艺并使用Cadence Spectre工具对电路进行仿真,结果表明:斩波频率为100 Hz时,基准电压在室温(27℃)的输出为1.232 V,该带隙基准的供电电压的范围为1.4~3 V;在电压为3 V时,在-40~125℃温度范围内的温度系数为24.6 ppm/℃。     

CMOS低压差稳压器设计

介绍了一种低功耗、低压差集成稳压器。该稳压器主要由基准电压源、误差放大器、限流保护电路、输出调整管和取样电阻组成。当输入电压从4到10V变化时,输出电压一直稳定在4V。输入电压为5V时,静态电流为2.3μA,实现了低功耗;负载为40Ω、20Ω时,最小压差分别可以达到80mV和180mV,实现了低压差。利用Hspice对稳压器电路进行了仿真,结果表明该稳压器具备较好的性能指标。集成稳压器采用0.5μm硅栅P阱CMOS工艺实现,具有很高的实用价值。     

斩波调制的1.25V CMOS带隙基准电压源

带隙基准电压源广泛应用在模拟集成电路中,为集成电路芯片系统提供稳定的直流参考电压,是电路设计中不可或缺的一个单元模块。设计了1.25V CMOS 带隙基准电压源电路,采用斩波调制技术改进了电路结构,以提高输出基准电压的精度。基于CSMC 0.5μm CMOS 工艺,使用Cadence工具对未采用斩波调制的电路和采用斩波调制的电路的输出电压分别在typical工艺角下进行仿真。仿真结果显示,采用斩波调制后,输出基准电压由1.05V变化到1.21V,误差由16%减小到了3.28%。     

一种CMOS张弛振荡器的设计与分析

针对在较宽的电源电压和温度变化范围内一般的振荡器频率误差较大的问题,研究并设计了一种广泛用于电荷泵(ChargePump)电路和DC/DC电压转换电路的高稳定性的CMOS型OTA-C张弛振荡器;该振荡器利用基准电流源产生的恒流源对电容进行充放电,同时利用高速度、低功耗的跨导运算放大器OTA作比较器比较阈值电压,再经整形滤波电路产生频率为1MHz方波信号;该电路采用0.6μm的CMOS工艺设计,利用Hspice进行仿真验证,结果表明,温度在-40℃~85℃,同时电源电压在2.6V~5.5V之间变化时,该张弛振荡器振荡频率随温度和电源电压的变化很小,总体误差在±2.5%以内,比较适合于产生低速时钟信号;此电路已成功集成到某型DC/DC电压转换芯片之中。