光电耦合隔离放大器的频率响应研究

频率响应是光电耦合隔离放大器的一个重要参数。通过理论分析和实验研究详细讨论了光电耦合隔离放大器的频率特性与组成放大器的元器件参数以及外接元件参数的关系。     

一种高速低耗全摆幅BiCMOS集成施密特触发器

通过分析国外流行的一种 Bi CMOS集成施密特触发门 ,提出了一种高速、低功耗、全摆幅输出的Bi CMOS施密特触发器。该器件中单、双极型电路优势互补 ,电源电压为 1 .5 V,实现了优于同类产品的全摆幅输出 ,且其开关速度高于同类 CMOS产品的 1 3倍以上 ,因此特别适用于高速数字通信系统中     

三种低压高速低耗BiCMOS三态逻辑门

采用0.35μm B iCM O S工艺技术,设计了三种高性能的B iCM O S三态逻辑门电路,并提出了改进三态门电路结构和优化器件参数的方法和措施。仿真和实验结果表明,所优化设计的B iCM O S三态门的电源电压均小于3.3 V,工作速度比常用的CM O S三态门快约5倍,功耗在60 MH z下仅高出约2.2~3.7 mW,而延迟-功耗积却比该常用的CM O S三态门平均降低了38.1%,因此它们特别适用于低压、高速、低功耗的数字系统。     

三种改进结构型BiCMOS逻辑单元的研究

为满足低压、高速、低耗数字系统的应用需求 ,通过采用改进电路结构和优化器件参数的方法 ,设计了三种改进结构型BiCMOS逻辑单元电路。实验结果表明 ,所设计电路不但具有确定的逻辑功能 ,而且获得了高速、低压、低耗和接近于全摆幅的特性 ,它们的工作速度比高速CMOS和原有的互补对称BiCMOS(CBiCMOS)电路快约一倍 ,功耗在 6 0MHz频率下仅高出 1 4 9～ 1 71mW ,但延迟 功耗积却比原CBiCMOS电路平均降低了4 0 3%。     

高速BiCMOS运算跨导放大器的设计

基于全差分结构提出一种高速BiCMOS运算跨导放大器.该放大器采用两级放大结构实现,可用于8位250 Msps流水线结构模数转换器的采样/保持电路中.电路使用0.35μmBiCMOS工艺实现,由3.3 V单电源供电,经优化设计后,实现了2.1 GHz的单位增益带宽,直流开环增益61 dB,相位裕度50°,功耗16 mw,输出摆幅达到2 V;在2 pF的负载电容下,建立时间小于0.6 ns,转换速率1 200 V/μs.该放大器完全符合设计要求的性能指标.     

线性光电耦合隔离放大器的分析及应用

本文从解决数据采集系统中模拟量的隔离问题入手,提高传输精度为关键,按反馈方式和运放接法对三种不同的放大器进行了理论分析和性能的讨论。最后给出实测结果以及一个简单、实用、精度可达±0.2％的线性光电耦合隔离放大电路。     

低功耗准线性CMOS光电耦合放大器

设计了一款CMOS光电耦合隔离放大器(简称光电耦合放大器),其中输入放大器采用"套筒式"共源一共栅CMOS运放A1,输出放大器选用两级共源一共源CMOS运放A2,A1的输出信号经过两个光电耦合器反馈到输入回路,且A1、A2分别引入负反馈.此外,还采取了其他的改进措施.实验结果表明,与BiCMOS光电耦合放大器相比,所设计的CMOS光电耦舍放大器的±3 dB带宽约增加14 kHz,功耗降低5.46 mW,增益线性度提高到5.9×10-5,因而特别适合于高线性度、低功耗的光电信号处理和智能检测系统中.     

用于光通信系统的BiCMOS F/V转换器

设计了一种由3运放A_1、A_2和A_3组成的BiCMOS频率/电压(F/V)转换器,其中A_1、A_2设计成共源一共源CMOS运放,而低通滤波器(LPF)中的A_3采用BiCMOS运放.优选了整个F/V转换器的元器件参数,并采取了提速和降耗等措施.实验结果表明,所设计的转换器输入至LPF的脉冲信号频率f_2与输入信号频率f_i相等,且该转换器输出电压平均值U_o与f_i成正比;它可在4 Hz≤f_i≤10 kHz的范围内工作,其综合性能指标--延迟-功耗积约为1.09 nJ,转换线性度仅为1.7×10~(-2),因而特别适用于低功耗、高线性度的光纤通信和光电检测系统中.

Abstract：

A BiCMOS F/V converter including 3 operational amplifiers A_1, A_2 and A_3 was designed, in which A_1 and A_2 were double common-source CMOS operational amplifiers and the low-pass filter (LPF) A_3 was a BiCMOS one. The parameters of the entire converter were optimized and some measures were adopted such as raising speed and reducing power-consumption. The experimental results show that the its input pulse signal frequency f_2 to the LPF is equal to the input signal frequency f_i, and its average-output-voltage (U_o) is in direct proportion to f_i. The designed converter can work properly within 4 Hz～10 kHz, and its delay-power product is about 1.09 nJ, and the conversion linearity is only 1.7 X 10~(-2). With these characteristics, the designed converter is very suitable for low-consumption and high-linearity fiber-optic communications and photoelectric detection systems.     

光耦合线性隔离放大器ISO1OO及其应用

隔离放大器是输入端与输出端没有电气联系的放大器.光耦合隔离放大器利用LED与光电二极管传递信号而保证电气绝缘.本文分析了Burr-Brown公司生产的ISO100的性能、工作原理和各种电路形式,介绍了调整方法和使用注意事项,并给出了它的几个应用电路实例.     

应用于TD-LTE的SiGe BiCMOS功率 放大器的设计

针对准第四代无线通信技术TD-LTE中2.570~2.620 GHz频段的应用,设计了一款基于IBM SiGe BiCMOS7WL工艺的射频功率放大器。该功率放大器工作于AB类,采用单端结构,由两级共发射极电路级联构成,带有基极镇流电阻,除两个谐振电感采用片外元件外,其他全部元件均片上集成,芯片面积为(1.004×0.736)mm2。测试结果表明,在3.3 V电源电压下,电路总消耗电流为109 mA,放大器的功率增益为16 dB,输出1 dB增益压缩点为15 dBm。该驱动放大器具有良好的输入匹配,工作稳定。     

一种新型2.4 GHz SiGe BiCMOS低噪声放大器

基于窄带低噪声放大器理论,设计了一种2.4 GHz,具有低功耗、低噪声和良好匹配性等优点的新型BiFET结构SiGe BiCMOS低噪声放大器。采用TSMC 0.35μm SiGe BiCMOS工艺库,利用SpectreRF软件的仿真结果显示,该电路具有2.27 dB低噪声系数,11.5 dB正向增益;2 V工作电压下,其功耗仅为6.1 mW。研究结果表明,该低噪声放大器在射频蓝牙系统中具有一定的应用前景。     

两种改进结构型BiCMOS模拟开关

为了改善其速度和电流驱动性能,设计了两例BiCMOS模拟电子开关电路.设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),而在电路的主体部分设置CMOS器件.优选了元器件参数,并采取提速和增大驱动电流的措施.通过仿真和硬件电路实验验证了开关电路性能,结果表明设计的BiCMOS开关电路在低电源电压2.6 V≤VDD≤3.6 V的范围内,综合性能指标--延迟-功耗积DP比CMOS开关电路平均降低了25.5 pJ,输出级的驱动电流可达1.39 mA以上,因而特别适用于低压、高速、大驱动电流的数字通信系统中.     

低压高速大驱动电流BiCMOS模拟开关单元

从改善速度和电流驱动能力出发,设计了4种BiCMOS模拟开关电路。设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),而在电路的主体部分则设置CMOS器件。推导出电路的传延时间估算式,优选了元器件参数,并采取提速和增大驱动电流的措施。实验结果表明,所设计的BiCMOS开关电路在低电源电压2.6V≤VDD≤4.0V的范围内,综合性能指标——延迟-功耗积DP比CMOS开关电路平均降低了36.52pJ,输出级BJT的驱动电流可达1.40mA以上,因而特别适用于低压、高速、大驱动电流的数字通信系统中。     

370～390 MHz SiGe BiCMOS功率放大器设计

给出了应用于"Witone数字集群移动通信系统"的移动用户台发射部分的功率放大器的设计。该功率放大器基于AMS 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,采用单端两级放大结构,工作于AB类。测试结果显示,设计的功率放大器的功率增益为22.9 dB,输入1 dB压缩点功率为-10.1dBm,对应的输出功率为11.8 dBm,饱和输出功率25.5 dBm,最大功率附加效率18.6%。     

A BiCMOS Wideband Amplifier for the Extraction of Base Spreading Resistance with Noise Measurement Techniques

This paper presents a BiCMOS wide band amplifier optimized for maximum sensitivity to noise introduced in the base spreading resistance. It was used to characterize the base spreading resistance of bipolar devices found in Orbit's low-noise, n-well BiCMOS process available through MOSIS. The base spreading resistance is extracted by measuring the output power spectral density of the aforementioned amplifier and isolating the amount caused by thermal noise in the base. The results give insight as to what noise sources are significant in this technology.     

采用输入信号适配技术的BiCMOS运放

为了满足高性能开关电源中集成运放的应用需要,设计了一种结构简单且具有轨对轨输出的运算放大器.该运放基于0.5μm BiCMOS 工艺,采用浮动输出的输入信号适配器(ISAFO),将输入信号放大至差分输入级的工作区域,从而实现了轨对轨的运行.对所设计的运放进行了仿真分析,结果表明在工作电源电压为±0.75 V、外接100 kΩ电阻的条件下,该运放的直流开环增益达到了102 dB,单位增益-带宽为6.35 MHz,相位裕度为62.5°,而功耗仅约为150 μW.所设计的运放具有很宽的共模输入范围及较高的增益,所以特别适用于开关电源的误差放大器、过流、过压和过热保护模块中.     

基于SiGe BiCMOS工艺的25Gbit/s跨阻放大器设计

采用0.25 μm SiGe双极CMOS (BiCMOS)工艺设计并实现了一种传输速率为25 Gbit/s的高速跨阻前置放大器(TIA).在寄生电容为65fF的情况下,电路分为主放大器模块、两级差分模块和输出缓冲模块.相比传统的跨阻放大器,TIA采用Dummy形式实现了一种伪差分的输入,减小了共模噪声,提高了电路的稳定性;在差分级加入了电容简并技术,有效地提高了跨阻放大器的带宽;在各级之间引入了射极跟随器,减小了前后级之间的影响,改善了电路的频域特性.电路整体采用了差分结构,抑制了电源噪声和衬底噪声.仿真结果表明跨阻放大器的增益为63.6 dBQ,带宽可达20.4 GHz,灵敏度为-18.2 dBm,最大输出电压为260 mV,功耗为82 mW.