宽输入共模电压范围电流检测放大器的研究与设计

针对高端电流检测放大器输入级对宽输入共模电压范围的要求,对宽输入共模电压范围放大器的输入结构开展了研究,提出了一种宽共模输入范围的输入级结构,特点是具有低输入偏置电流,并能兼顾高低共模电平工作的需要.给出了整个电流检测放大器的电路设计.该放大器在1.5μm BCD工艺下设计实现.芯片的测试结果表明,当采用5V单电源供电时,电路的输入共模范围可达0~30V,最大总误差不超过1.67%.     

一种新型滞环电流控制电路的设计

传统的滞环电流控制电路通过共基极差分放大器采样电流信号,放大器的偏置电流会对检测电流有较大影响.提出了一种新型滞环电流控制电路,其采用宽共模输入电压范围的比较器结构,电流检测信号从双极型晶体管基极输入,能有效减小对检测电流的影响.该电路在25 V 1.5μm BCD工艺下设计实现,运用在白光LED恒流驱动芯片之中.仿真结果表明该电路的共模输入电压范围为5～25 V,从检测电流吸收的偏置电流不超过308 nA,能较好地完成恒流控制的功能.     

用于HBWLED驱动电路的宽共模电压误差放大器

针对高亮度白光(HBW)LED驱动芯片等在高输入共模电压条件下工作的应用需要,提出一种基于高端电流检测的新型误差放大器,其特点是共模电压范围宽,具有良好的高端电流检测特性.特殊的电路结构设计使该放大器具有失调电压可调的功能,可用于实现对LED调光电流的控制.给出了整个电路的设计,并在1.5 μm BiCMOS工艺下实现.仿真结果显示,误差放大器输入共模范围达350 V,共模抑制比为80 dB,输入失调电压可调范围为8～92 mV.测试结果表明,芯片的主要性能与设计结果相符.     

一种超宽共模输入范围高性能运算放大器的设计

在分析运算放大器一般输入级电路结构的基础上,文章设计出一种新颖的电路结构以实现运算放大器的超宽共模输入范围,摆脱了电源电压对信号共模电平范围的限制,解决了一般运放输入级中容易出现的输入管饱和问题。电路采用1.6μm的P衬N阱BiCMOS工艺制程,HSPICE仿真结果表明:电源电压为2.7V时,运算放大器的共模电平VCM输入范围为1V～7V,带宽为3MHz(相位裕度72.5),开环增益为62.5dB。     

一种新型超宽共模输入范围放大器设计

在分析传统CMOS宽共模输入级结构基础上,设计了一种新型CMOS电路结构实现超宽共模输入范围(ICMR)的运算放大器。此设计通过提取输入共模电平与参考共模电平比较放大,反馈到输入信号端,使信号在放大前共模电平趋近参考共模电平,可扩大输入共模电平范围,并有利于OP core性能保持稳定。电路采用TSMC 0.13μm CMOS工艺进行设计,利用Cadence仿真,结果表明:在3.3 V电源电压下,输入共模范围为-1.5 V～4.8 V,开环增益为74 dB,单位增益带宽为11.4MHz,相位裕度为74°。     

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。     

宽输入共模范围电压比较器的设计

当输入信号的共模值超过或者接近电源电压时,传统的电压比较器就会出现不足,因此有必要设计新的比较器来实现对高共模信号的检测.采用了共栅差分输入级,极大地增加了输入共模信号的范围.基于此输入级设计了两个电压比较器,一个在锂电池充电电路中实现了对电池和电源电压的监控,另一个响应速度快.CSMC 0.6 μm CMOS工艺的仿真结果表明,前者能简便的实现输入失调和迟滞控制功能,静态电流仅为1.2 μA;后者在单电源5 V下输入共模范围是1.3～15 V,在10 mV的过驱动电压下,延时为11 ns,静态工作电流为91 μA.     

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。     

一种宽共模输入范围的高速CAN总线接收器设计

为保证24 V供电的汽车电子系统在复杂环境下可靠通信,同时满足CAN FD总线协议高速率的要求,设计了一种宽共模输入范围的高速CAN总线接收器。采用三级放大结构实现,输入级预放大电路通过共模位移与共射极相结合的方法,扩大共模电压输入范围;增益级为输出限幅的折叠式差分放大结构,提升接收器的速度和增益;输出级利用反相器放大级,实现模拟信号到数字信号的高速转换。基于0.18μm 60 V BCD工艺完成设计与流片,测试结果表明,5 V电源电压下,接收器阈值电压的温漂系数在-40～150℃范围内为75×10^-6/℃,共模电压输入范围为±30 V,传输延迟小于58 ns。     

适合用于42V汽车系统的差分放大器

美国模拟器件公司(ADI)日前推出适用于42V汽车系统的差分放大器。它具有很宽的共模电压(CMV)输入范围,而且可以消除通常与机电系统中电流检测有关的误差源。 AD8205是一种高性能、单电源差分放大器。由于它具有-2V～ 65V的宽CMV输入范围,所以该芯片可以在高电压(大CMV)存在的情况下检测小的差分电压,例如分