A Low-Voltage Low-Power Rail-to-Rail Constant g m Transconductance Amplifier

In this paper, a low-voltage low-power rail-to-rail constant g _m transconductance amplifier (TA) is introduced. The supply voltages are set at (±1.5 V). The circuit depends on selecting the maximum transconductance (g _m ) to achieve an almost constant g _m over the entire common-mode (CM) range. The circuit is then used to realize a second-order 4 MHz lowpass filter consuming 530 W, and a fifth-order 450 kHz lowpass elliptic filter consuming 2.3 mW. Both filters can be integrated on silicon without any external connections.     

应用于神经信号再生系统的跨导放大器

采用华润上华0.6μm标准CMOS混合信号工艺设计了一种应用于植入式神经信号再生系统的跨导放大器.该放大器采用全差分结构以获得高输出摆幅,利用源反馈技术改善线性度,并设计了共模反馈电路以稳定共模输出电压.该跨导放大器工作在5V的电源电压下,具有0.55 S的跨导增益和100 kHz的3 dB带宽,可以满足系统的需要.     

全差分超级自适应偏置跨导运算放大器

介绍了一种低电压、高效率的全差分自适应偏置跨导运算放大器。采用甲乙类的差分结构作为输入级,包含一个本地共模反馈结构(LCMFB),用以提供额外的电流自举,同时也提高其增益带宽积(GBW)和达到近乎理想的电流效率。采用TSMC 0.25μm标准工艺,实现全差分超级自适应运算放大器。为了比较,同时实现了传统的跨导运放和单端输出超级自适应运放。在10μA偏置电流和2 V工作电压下,与传统结构相比,超级自适应运放的转换速率提升了200倍,增益带宽积提高了4倍;而其全差分结构相对单端结构在几乎所有性能提升一倍的同时,还获得很好的共模抑制比和电源抑制比。     

一种高增益带宽积CMOS跨导运算放大器

提出了一种高增益带宽积CMOS跨导运算放大器,它采用多级前馈补偿结构。该跨导运算放大器采用调零电阻补偿技术,取消了一个非主极点,以提高电路的增益带宽积。电路采用0.18 μm 标准CMOS工艺进行设计,并采用Hspice工具仿真。仿真结果表明,在1.2 V工作电压下,直流增益为71 dB,增益带宽积为1.4 GHz,功耗为2.2 mW。     

应用于包络跟踪的高线性跨导运算放大器的设计

设计了一款改进的基于交叉耦合结构的跨导运算放大器(OTA)。设计和分析过程中依据严格的理论推导,新结构在高输入摆幅下线性度得到明显优化,当输入为2V@5MHz正弦波时,谐波总量从0.7%降至0.3%,并成功应用于包络跟踪功率放大器。仿真测试基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,仿真结果表明二到五次谐波分量总和从传统OTA的-40 dB降低到-52 dB,同时在VSS系统联合仿真平台上,用15 MHz带宽的OFDM调制信号测试星座图,其聚敛性也得到了明显优化,矢量误差从4.7%降至3.6%。     

一种改进的增益增强共源共栅放大器的设计

设计了一种适用于流水线A／D转换器的全差分跨导放大器,通过采用单端放大器的增益增强方法,使运算放大器即具有较高的直流增益,又有较小的面积及较好的版图匹配性。通过对普通开关定容共模负反馈电路的改进,改善了建立时间减小了放大器输出共模的抖动。电路采用SMIC0．18μmCMOS工艺,并在Cadence下对电路及版图进行了仿真,结果表明：小信号低频电压增益119．3dB;单位增益带宽378．1MHz;相位裕度60°。     

一个低噪声轨到轨输入输出范围的运算放大器

设计了一个轨到轨输入输出范围的低噪声运算放大器.在输入级采用电流补偿的方法来稳定该运算放大器在整个输入共模范围内的跨导,在输出级使用AB类的输出方法来提高运算放大器的输出范围,并运用双极晶体管比较低的闪烁噪声来改善该运算放大器的噪声性能,以此提高该运算放大器的动态范围.     

Efficient Slew-Rate Enhanced Operational Transconductance Amplifier

Today, along with the prevalent use of portable equipment, wireless, and other battery powered systems, the demand for amplifiers with a high gain-bandwidth product (GBW), slew rate (SR), and at the same time very low static power dissipation is growing. In this work, an operational transconductance amplifier (OTA) with an enhanced SR is proposed. By inserting a sensing resistor in the input port of the current mirror in the OTA, the voltage drop across the resistor is converted into an output current containing a term in proportion to the square of the voltage, and then the SR of the proposed OTA is significantly enhanced and the current dissipation can be reduced. The proposed OTA is designed and simulated with a 0.5 m complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process. The simulation results show that the SR is 4.54 V/s, increased by 8.25 times than that of the conventional design, while the current dissipation is only 87.3%.     

采用单运算跨导放大器的混合模式滤波器

提出了一种新颖的单运算跨导放大器的混合模式滤波器电路。由该电路可实现一阶低通,一阶高通,二阶低通及二阶带通滤波器,所有滤波器仅由一个ＯＴＡ及３－４个ＲＣ元件构成。分析了各种滤波器的灵敏度,并给出了实验结果。     

密勒运算跨导放大器的单粒子瞬变效应分析

从2阶闭环系统的角度出发,推导并分析了单粒子瞬变(SET)电流在密勒运算跨导放大器(OTA)中的传导效应。通过理论分析,发现OTA两级跨导比例(Gm2/Gm1)的大小不仅决定了系统闭环的稳定性,也决定了SET电流在系统输出端电压响应的振动幅度和恢复时间。在标准0.18μm CMOS工艺下,通过改变两级跨导的比例值,对电路的两个有效节点进行电路级SET轰击实验,收集实验结果,给出抗SET效应运算放大器的设计建议。     

CMOS浮地电源交叉耦合运算跨导放大器

提出了一种高线性度运算跨导放大器．该电路采用ＣＭＯＳ对管和浮地电源交叉耦合作输入级。对所描述的电路进行了理论分析和计算机模拟．结果表明，在传输特性的非线性误差不大于１％时，电路的差动输入电压范围可达±２．８Ｖ。     

应用于跨导放大器设计的线性度优化方法

 基于跨导放大器线性度理论和数学分析,提出了一种提高线性度的方法.该方法通过数学理论分析和模拟实验证实,双端输入双端输出结构的跨导器线性度优于单端输入单端输出的跨导器,且两个输入端信号满足一端是另一端幅度的4/3倍加1时,跨导器线性失真度最小.根据该优化方法设计了一种新型跨导器,仿真实验表明,跨导器无杂散动态范围为60.25dB,噪声平台达到-100dB.     

一种3 V CMOS恒跨导运算放大器的设计

提出了一种适合在3V电源电压下工作的CMOS运算放大器，其动态工作范围为0-3V，在整个工作范围内，运算放大器的跨导基本保持不变，给出了BSIM3V3模型下的Hspice模拟结果。     

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。     

A Low-Power 3V Lowpass OTA-C Filter for Megahertz Range

By applying a signal-flow graph (SFG) based filter synthesis an active OTA-C topology for integration of a 5-degree elliptic lowpass (LP) filter has been designed. The dynamic range has been maximized for this single-ended OTA-C filter, which has floating capacitors. This has been done through the use of an optimizing circuit simulator. Thus low-voltage (3V) operation despite high signal amplitudes (1V_pp) has been achieved. A linearized operational transconductance amplifier (OTA) has been designed and optimized for the filter. For comparison purposes the single-ended design has been converted to a fully differential one with an additional +6dB of gain. Integrated filters realized with a 1.2 m CMOS process have been thoroughly measured. The filters are especially applicable for mobile communications because of low power consumption.     

基于高性能升压转换器的跨导误差放大器

在分析峰值电流模式升压转换器原理的基础上,设计了一种结构新颖,高精度高性能跨导误差放大器。提出了将具有动态电流自补偿功能的基准电压电路复用为误差放大器输入级的新方法,克服了传统外接基准电压时误差放大器易受干扰和基准电路设计复杂的缺点,提高了误差信号精度和放大器跨导。设计了输出电阻可调电路,简化了补偿网络设计。电路用0.6μmBiCMOS工艺实现,测试表明:3V输入电压,1.2MHz工作频率下,误差放大器开环电压增益57dB,跨导322μS,输入偏置电流小于50nA;升压转换器输出电压15V,输出纹波小于5mV。     

用于脑电信号记录的低噪声低功耗放大器

为了满足脑电信号(EEG)记录阵列的应用需求,设计了一种全差分的低噪声、低功耗放大器电路.该电路利用亚阈值区晶体管作为伪电阻,与输入电容和反馈电容形成高通通路,有效抑制了输入信号的直流失调电压,无需片外隔直电容,实现了电路的全集成.放大器中的跨导放大器(OTA)采用亚阈值晶体管进行设计,实现了较大的输出摆幅、良好的功耗和噪声性能.放大器电路采用SMIC 130 nm 1P8M混合信号工艺实现,芯片面积0.6 mm2.测试结果表明,在电源电压0.6V时,放大器可处理信号带宽为10 Hz～7 kHz,等效输入噪声的均方根值为3.976 μV,噪声有效因子为3.658,总功耗仅为2.4 μW.     

A Power‐Efficient CMOS Adaptive Biasing Operational Transconductance Amplifier

This paper presents a two‐stage power‐efficient class‐AB operational transconductance amplifier (OTA) based on an adaptive biasing circuit suited to low‐power dissipation and low‐voltage operation. The OTA shows significant improvements in driving capability and power dissipation owing to the novel adaptive biasing circuit. The OTA dissipates only 0.4 μW from a supply voltage of ±0.6 V and exhibits excellent high driving, which results in a slew rate improvement of more than 250 times that of the conventional class‐AB amplifier. The design is fabricated using 0.18‐μm CMOS technology.     

低功耗CMOS射频低噪声放大器的设计

介绍了一个针对无线通讯应用的2.1 GHz低噪声放大器(LNA)的设计.该电路采用Chartered 0.25 μm CMOS工艺,电源电压为2.5 V,设计中使用了多个电感,详述了设计过程并给出了优化仿真结果. 模拟结果显示,该电路能提供21.63 dB的正向增益(S21),功耗为12.5 mW,噪声系数为2.1 dB,1 dB压缩点为-19.054 1 dBm.芯片面积为0.8 mm×0.6 mm.测试结果达到了设计指标,一致性良好.     

一种用于LCD驱动的低功耗输出缓冲放大器

在AB类输出级的基础上,结合正反馈辅助的B类输出级,提出了一种用于LCD驱动电路的大输出摆率、低功耗的输出缓冲放大器。在0.15μm高压CMOS工艺模型下,该放大器能够驱动0～20nF范围的容性负载,静态电流为7μA,1%精度建立时间小于6μs,满足了LCD驱动电路行建立时间的要求;通过采用共源共栅频率补偿结合输出零点补偿技术,较好地满足了大动态范围容性负载的要求。