一种用于红外焦平面读出电路的输出缓冲器

设计了一种应用于红外焦平面读出电路的输出缓冲器,其建立时间短、静态功耗低、线性度高,在77 K和300 K温度下均能正常工作.该输出缓冲器采用0.5 μm CMOS工艺,5.5 V单电源供电,负载为一个25 pF电容并联一个500 kΩ电阻.模拟结果表明,该输出缓冲器在室温(300 K)时,开环增益为54.2 dB,单位增益带宽20 MHz,建立精度为0.1%时,建立时间为45 ns,静态功耗仅为3.3 mW;77 K时,开环增益为63 dB,单位增益带宽123 MHz,建立精度为0.1%时,建立时间为20 ns,静态功耗仅为3.72 mW.     

用于红外焦平面读出电路的新型输出缓冲器

根据红外焦平面读出电路输出缓冲器的大输出摆幅和大压摆率的特点,设计了一种应用于红外焦平面读出电路的新型输出缓冲器,由于输出缓冲器需要一个较大的输出摆幅,所以采用轨对轨输入以及AB类输出的全差分运放,使其在不损失增益的情况下提高带宽和输出摆幅;并在轨对轨结构中插入恒定跨导电路,使电路更加稳定;在输出缓冲器高压摆率的要求下...     

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.     

用于非制冷红外焦平面阵列的高速缓冲器

提出了一种用于非制冷红外焦平面阵列读出电路的高速缓冲器。阐述了该缓冲器的工作原理,并给出具体设计方案。采用Global Foundries 0.35 μm混合模式CMOS工艺进行仿真,当负载电容为50 pF,负载电阻为100 kΩ,且输入信号为1.2~4.8 V时,缓冲器的输出带宽大于10 MHz,工作功耗为8.86 mW,表明该缓冲器具有大负载、超高速、大摆幅、高精度等特点。     

一款适用于高速读出电路的输出级运算放大器设计

〖JP+1〗CMOS运算放大器是红外探测器系统读出电路的重要模块,其性能直接影响红外读出电路性能。本文设计了一款适用于高速读出电路的输出级运算放大器,在负载电阻100 kΩ,负载电容25 pF的条件下,使读出电路的工作频率大于20 MHz。输出级运算放大器由折叠共源共栅差分运放和甲乙类推挽反相运放级联构成。折叠共源共栅差分运放可以实现电路高增益、大输出电压范围和高输出阻抗,同时可以有效减小放大器输入端的米勒电容效应。甲乙类推挽反相运放具有高电压电流转换效率,可以灵活地从负载得到电流或者向负载提供电流,实现高电流增益,驱动大负载。两级运放之间通过米勒电容实现频率补偿,保证运放的稳定性。本文设计的高速输出级运算放大器基于SMIC 018μm工艺设计,最终实现指标:功耗不大于10mW,运放增益>84dB,相位裕度79°,单位增益带宽>100 MHz,噪声78 μV(1～500 MHz),输出电压范围1～5 V,建立时间<15ns。通过设计高速输出级运算放大器,红外读出电路的读出速率和帧频得到有效提高。     

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。     

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。     

一种恒跨导轨对轨输入/输出CMOS运算放大器

设计了一种CMOS恒跨导轨对轨输入/输出运算放大器,输入级采用负反馈技术控制尾电流,能自调整gm并使之保持恒定;输出级采用前向偏置AB类输出结构,实现轨对轨输出的同时减小了静态功耗。整个电路在5 V电源电压下,电压增益达到136 dB(1 MΩ电阻和1 pF电容并联负载),单位增益带宽为9.7 MHz,相位裕度62.4°。     

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°。     

1 024×1 024 AlGaN紫外焦平面读出电路的超低功耗设计

提出了一种新型的超低功耗读出电路用于18 μm中心距1 024×1 024面阵规模的AlGaN紫外焦平面。为了实现低功耗设计紫外焦平面读出电路,采用了三种设计方法,包括:电容反馈跨阻放大器CTIA结构采用工作在亚阈值区的单端输入运算放大器,列像素源随缓冲器和电平移位电路共用同一个电流源负载以及列级缓冲器的分时尾电流源设计。由于像素单元内CTIA采用了单端输入运算放大器,在3.3 V供电电压下,每个像素单元最小工作电流仅8.5 nA。该读出电路设计了可调偏置电流电路使读出电路能得到更好的性能并基于SMIC 0.18 μm 1P6M混合信号工艺平台进行了设计制造。测试结果表明:由于采用了上述设计方法,整个芯片的功耗在2 MHz时钟8路输出模式下仅67.3 mW。     

红外焦平面CMOS单元读出电路

研制出一种 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 差分放大器组成的电容反馈互导放大器（ Ｃ Ｔ Ｉ Ａ） 型红外焦平面读出电路,其输出端带有相关双取样（ Ｃ Ｄ Ｓ） 电路。对读出电路的注入效率进行了计算机模拟。介绍了器件的设计与工艺分析。实验结果表明,在７７ Ｋ 下,读出电路的动态范围为６６ ｄ Ｂ,功耗典型值为０ ．５３ 毫瓦／ 位     

干涉式大气垂直探测仪读出电路研究

干涉式大气垂直探测仪是风云4号气象卫星的重要有效载荷,用于获取大气的多种三维信息。成功设计了一款适用于干涉式大气垂直探测仪的红外焦平面读出电路。电路采用CTIA注入级结构,积分电容4档可选。并且工作方式灵活,同时采用相关双采样结构有效地降低了电路输出噪声。电路使用CSMC 0.5 m 2P3M 5 V工艺流片,电路测试结果符合理论设计预期,噪声小于0.14 mV,动态范围达到85.6 dB。耦合中波HgCdTe探测器测试正常,噪声小于0.43 mV,动态范围达到75.6 dB,符合干涉式大气垂直探测仪红外焦平面要求。     

一种降低高频噪声的前置全差分运算放大器

提出了一种降低高频噪声的前置全差分放大器.运放内部采用了两组偏置电路,一组用于单位增益缓冲器电路,一组用于放大电路.为了确保电路稳定性又不增加设计难度,将单位增益缓冲器电路与共模反馈回路结合起来.设计采用HHNEC 0.18μm BCD工艺,Cadence Spectre仿真表明,正常工作时共模反馈的环路增益84.93dB,单位增益带宽9.52MHz,相位裕度67.62°;启动时单位增益缓冲器电路的环路增益85.18dB,单位增益带宽8.93MHz,相位裕度67.2°;关断时,单位增益缓冲器电路的环路增益63.26dB,单位增益带宽2.28MHz,相位裕度88.66°.实测表明,设计降低了D类音频功放在开启和关断时的噪声.     

提高读出电路输入电流动态范围的新方法

设计了一个由CMOS差分放大器构成的电容反馈跨阻型紫外焦平面单元读出电路。该电路在传统的读出电路基础上进行改进,大幅度的提高了输入电流的动态范围。该单元读出电路可应用于工作在快照模式下的128×128FPA读出电路,像素输出速率达10MHz,为探测器提供0．3V～2V的稳定偏置电压,输入电流的动态范围达52dB。     

64dB二进制增益控制带有DCOC和AB类buffer的可编程增益放大器

本文设计了一款二进制增益控制,带有直流失调消除（DCOC）电路以及AB类输出buffer的可编程增益放大器。该放大器采用二极管连接负载的差分放大器结构,电路性能对温度变化及工艺偏差不敏感。根据测试,通过6位数字信号控制,电路可以实现-2dB ~ 61dB的增益动态范围,增益步长1dB,步长误差在 0.38dB以内,最小3dB带宽为92MHz,在低增益模式下,IIP3可达17dBm,1dB压缩点可达5.7dBm。DCOC电路可使该放大器应用于直接变频接收机中,而AB类输出buffer则降低了电路的静态功耗。     

红外焦平面阵列读出电路技术分析

从红外焦平面技术的发展背景出发,论述了读出电路在红外焦平面信号传输中的作用;讨论了用于实现红外焦平面阵列读出电路的一些实施技术;并对各种实现技术进行了分析比较;最后提出了红外焦平面阵列读出电路今后的研究方向。     

大规模IR ROIC中列读出级的低功耗设计

本文提出了一种大规模面阵型红外读出电路列读出级的低功耗设计.当读出频率为4MHz时,通过采用输出总线预置技术和stand-by低功耗策略,与主从两级放大的列读出级相比,功耗从8.16mW降低到了0.8mW,节省了大约90%的功耗.在输出总线预置的结构中,ROIC一共有四条输出总线,轮流驱动输出缓冲器进行读出.当一个输出总线被读出时,其他三条总线上的数据则在准备之中.当列选择信号到来时,输出总线上不再有大信号SR过程,而只有小信号的重新建立过程.因此在同等建立时间的条件下,可以减小CSA的带宽和功耗.