0．6VCMOS轨至轨运算放大器

为适应低压低功耗设计的应用,设计了一种超低电源电压的轨至轨CMOS运算放大器。采用N沟道差分对和共模电平偏移的P沟道差分对来实现轨至轨信号输入．。当输入信号的共模电平处于中间时,P沟道差分对的输入共模电平会由共模电平偏移电路降低,以使得P沟道差分对工作。采用对称运算放大器结构,并结合电平偏移电路来构成互补输入差分对。采用0．13μm的CMOS工艺制程,在0．6V电源电压下,HSpice模拟结果表明,带10pF电容负载时,运算放大器能实现轨至轨输入,其性能为：功耗390μw,直流增益60dB,单位增益带宽22MHz,相位裕度80°。     

一种轨对轨CMOS运算放大器的设计

基于0.6μmCMOS工艺,设计了一种轨对轨运算放大器。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对轨。该运放的小信号增益为77dB,单位增益带宽为4.32MHz,相位裕度为79°。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。     

低压工作的轨到轨输入／输出缓冲级放大器

本文提出了一种低压工作的轨到轨输入／输出缓冲级放大器。利用电阻产生的输入共模电平移动,该放大器可以在低于传统轨到轨输入级所限制的最小电压下工作,并在整个输入共模电压范围内获得恒定的输入跨导;它的输出级由电流镜驱动,实现了轨到轨电压输出,具有较强的负载驱动能力。该放大器在CSMCO．6-μmCMOS数模混合工艺下进行了HSPICE仿真和流片测试,结果表明：当供电电压为5V,偏置电流为60uA,负载电容为10pF时,开环增益为87．7dB,功耗为579uw,单位增益带宽为3．3MHz;当该放大器作为缓冲级时,输入3VPP10kHz正弦信号,总谐波失真THD为53．2dB。     

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。     

基于单差分对输入级的新型轨到轨运算放大器设计

本文基于CMOS工艺设计了一种新型的轨到轨集成运算放大器。对比分析传统轨到轨输入级设计的优劣,该运放选择采用单差分对输入级结构,使用耗尽型NMOS管作为输入对管,利用耗尽型NMOS管的体效应以及对输入级电路结构的优化,实现轨到轨输入,以AB类输出级结构实现轨到轨输出。经过Cadence仿真验证,工作在5 V单电源供电下,共模输入电压范围可以实现满轨0～5 V,增益高达141.1 dB,带宽1.7 MHz,相位裕度55.4°,具有较低的输入失调电压264μV、输入偏置电流9 pA。整体电路实现了近乎满轨的轨到轨的输出电压摆幅,达到轨到轨运算放大器的设计要求。     

一种0.8V衬底驱动轨对轨运算放大器设计

采用衬底驱动技术设计低压低功耗轨对轨运算放大器。输入级采用衬底驱动MOSFET,有效避开阈值电压限制,将电源电压降至0.8V,实现低压下轨对轨共模输入范围。增加衬底驱动冗余差分对及反折式共源共栅求和电路实现恒定跨导控制,消除共模电压对输入级跨导的影响,输出采用前馈式AB类输出级,以提高动态输出电压范围。基于标准0.18μmCMOS工艺仿真运放,测得输出范围0.4～782.5mV,功耗48.8μW,电源抑制比58dB,CMRR65dB,直流开环增益63.8dB,单位增益带宽2.4MHz,相位裕度68°。版图设计采用双阱交叉空铅技术,面积为97.8μm×127.6μm。     

一种齐纳二极管控制式轨对轨CMOS运算放大器

采用0.6μm CMOS工艺,设计了一种齐纳二极管控制式轨对轨运算放大器.该运放采用了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对轨.该运放的小信号增益为82dB,单位增益带宽为12.34MHz,相位裕度为68°.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.文中主要讨论该轨对轨运算放大器的原理,性能及设计方法,并进行了模拟仿真.     

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%。     

一种轨到轨高速CMOS滞回比较器

本文介绍了一种预放大-锁存CMOS滞回比较器,在输入级采用轨到轨结构,使用一种新颖的电流求和电路,大大降低了输入级传输时延.器件采用sMIC0.18μm标准CMOS工艺库,在Cadence Spectre环境下仿真,结果表明:此较器的工作频率达到250MHz以上,静态工作电流为257μA,上升时延为1.94ns,下降时延为1.81ns,低频增益为89dB.     

Class-AB型低功耗轨到轨CMOS模拟缓冲器设计

设计了一种新型Class-AB轨到轨CMOS单位增益模拟缓冲器。实现电路基于并行互补差分对输入,在保持整个电路简洁的同时,可提供低功耗Class-AB输出方式,使电路实现轨到轨的电平跟踪功能。使用0.35μm工艺库仿真,结果表明,该缓冲器具备较大的电容驱动能力,可以应用在具有大电容负载的场合。使用特殊设计方式,使电路主极点移动到输出节点上,彻底解决了大负载电容下电路的稳定性问题。电路使用3.3V单极性电源,在负载电阻大于1MΩ时,可以提供完全的轨到轨输出。在20pF负载电容时,输出摆率为+7.9V/μs和-5.8V/μs,整个电路的静态功耗仅为184μW。     

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。     

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%。     

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%.     

一种采用共栅频率补偿的轨到轨输入/输出放大器

提出了一种采用共栅频率补偿的轨到轨输入/输出放大器,与传统的Miller补偿相比,该放大器不仅可以消除相平面右边的低频零点,减少频率补偿所需要的电容,还可获得较高的单位增益带宽.所提出的放大器通过CSMC 0.6μm CMOS数模混合工艺进行了仿真设计和流片测试:当供电电压为5V,偏置电流为20μA,负载电容为10pF时,其功耗为1.34mW,单位增益带宽为25MHz;当该放大器作为缓冲器,供电电压为3V,负载电容为150pF,输入2.66 Vpp10kHz正弦信号时,总谐波失真THD为-51.6dB.     

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%.     

高增益低功耗恒跨导轨到轨CMOS运放设计

基于CSMC的0.5μmCMOS工艺,设计了一个高增益、低功耗、恒跨导轨到轨CMOS运算放大器,采用最大电流选择电路作为输入级,AB类结构作为输出级。通过cadence仿真,其输入输出均能达到轨到轨,整个电路工作在3 V电源电压下,静态功耗仅为0.206 mW,驱动10pF的容性负载时,增益高达100.4 dB,单位增益带宽约为4.2MHz,相位裕度为63°。     

一种高共模抑制比轨到轨全差分运算放大器

针对传统全差分运算放大器电路存在输入输出摆幅小和共模抑制比低的问题,提出了一种高共模抑制比轨到轨全差分运算放大器电路。电路的输入级采用基于电流补偿技术的互补差分输入对,实现较大的输入信号摆幅;中间级采用折叠式共源共栅结构,获得较大的增益和输出摆幅;输出级采用共模反馈环路控制的A类输出结构,同时对共模反馈环路进行密勒补偿,提高电路的共模抑制比和环路稳定性。提出的全差分运算放大器电路基于中芯国际(SMIC) 0.13μm CMOS工艺设计,结果表明,该电路在3.3 V供电电压下,负载电容为5 pF时,可实现轨到轨的输入输出信号摆幅;当输入共模电平为1.65 V时,直流增益为108.9 dB,相位裕度为77.5°,单位增益带宽为12.71 MHz;共模反馈环路增益为97.7 dB,相位裕度为71.3°;共模抑制比为237.7 dB,电源抑制比为209.6 dB,等效输入参考噪声为37.9 nV/Hz^1/2@100 kHz。     

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。     

一种微功耗轨到轨输出AB类运算放大器设计

在分析研究AB类运算放大器的输入和输出级构成原理基础上,提出一种与信号处理模块的输出端匹配并具有一定负载能力的缓冲器的设计。缓冲器采用了AB类运放结构,其输入级采用折叠式共射共基结构,输出级分别采用PNP管和NMOS管作为上拉管和下拉管,结合电路结构的改进使之具有轨到轨(rail-to-rail)的输出特性和很低的静态电流。设计的电路具有开环增益大、静态功耗小、带宽较高等特点。此运放已在1.5μmBCD工艺下实现。测试结果表明,静态电流仅为8.5μA,闭环带宽达200kHz,开环增益为100dB。     

一种集成轨到轨比较器电路设计

传统比较器在其输入电压过高或过低时,输入MOS对管将进入截止区,从而使电路无法正常工作。本设计采用轨到轨放大器技术,使比较器在输入电压满摆幅时都能正常工作,增加了输入电压的范围。本文基于0.18μm COMS工艺完成电路的设计,并使用Spectre进行电路仿真。结果表明,在电源电压为1.8V时,电路静态功耗为360μW,电压比较精度为80μV,时延为13.2ns。