一种14位100 MS/s的流水线模数转换器

设计了一种14位100 MS/s的流水线模数转换器(ADC)。采样保持电路与第1级2.5位乘法数模转换器(MDAC1)共享运放,降低了功耗。提出了一种改进的跨导可变双输入开关运放,以满足采样保持和MDAC1对运放的不同要求,并消除记忆效应和级间串扰。ADC后级采用5级1.5位运放共享结构。基于0.18 μm CMOS工艺,ADC核心面积为1.4 mm²。后仿真结果表明,在1.8 V电源电压下,当采样速率为100 MS/s、输入信号频率为46 MHz时,ADC的信噪比(SNR)为82.6 dB,信噪失真比(SNDR)为78.7 dB,无杂散动态范围(SFDR)为84.1 dB,总谐波失真(THD)为-81.0 dB,有效位数(ENOB)达12.78位。ADC整体功耗为116 mW。     

基于生物应用的低截止频率5阶Gm-C低通滤波器

设计了一款基于生物应用的截止频率为38.49 Hz的5阶跨导电容(Gm-C)低通滤波器.首先利用电流互抵技术设计实现了一款低Gm的运算跨导放大器(OTA),并基于此OTA,采用无源电感电容(LC)网络模拟法设计了一款5阶椭圆滤波器.最后基于华虹宏力0.35 μmCD350 60 V/80 V工艺应用Spectre仿真工具对滤波器进行仿真.结果表明,所设计的低通滤波器可以实现非常陡峭的过渡带,并在50 Hz工频信号处衰减达-43.812 dB;阻带衰减为-33.18 dB;通带内平均噪声为352.0 μV·Hz-1/2;总谐波失真为-56.24 dB;3.3 V电源电压下,5阶滤波器总功耗仅为11.73 μW.所设计的滤波器可以有效采集频率极低的生物信号并且滤除干扰信号.芯片面积为1 200 μm×728.μm.     

一种高线性度低噪声下变频混频器

采用SMIC 0.18 μm RF CMOS工艺,设计了一种高线性度、低噪声下变频混频器。通过分析跨导级电流3阶展开项系数,优化跨导级偏置电压,在跨导级与开关级之间增加谐振频率为射频信号频率的LC并联谐振电路,在提高电路线性度的同时优化了信噪比。后仿真结果表明,在射频频率为1.575 GHz,本振频率为1.571 GHz,中频频率为4 MHz时,本振功率为0 dBm,电压转换增益为19.22 dB,输入3阶交调点为21.93 dBm,单边带噪声系数为11.74 dB。混频器工作电压为1.8 V,功耗为3.66 mW,核心电路版图面积为0.207 5 mm²。     

一种多输出压控电流差分跨导放大器的设计

提出了一种具有Z端复制输出、跨导可由电压调节的电流差分跨导放大器（MO-VCCDTA）。该电路采用低压高性能电流镜作为电流输入级,降低了消耗的电压余度、输入阻抗与传输误差;利用MOS管的线性组合,实现了可由电压控制跨导的跨导放大级。采用SMIC 0.18um CMOS工艺进行仿真,结果表明：在 0.9V电源电压下,电路的线性输入范围为-100uA-100uA,输入电阻约为10Ω;跨导值可在0.34mS-1.56mS内线性变化,Iz/Ii、Ix/Ii的-3dB带宽分别为131MHz、88MHz;电路总功耗为2.8mW。最后,仅采用两个该模块和两个接地电容得到了电流模式通用二阶滤波器。     

适用于中国超宽带标准的0.18μm-CMOS单边带混频器设计

基于0.18 μm-CMOS工艺设计了一款适用于中国超宽带(UWB)标准的单边带(SSB)混频器.对电流换向型混频器进行分析,提出折叠PMOS跨导级结构使线性度和转换增益得以同时提升,并应用并联峰化技术扩展电路带宽,满足了系统超宽带、高线性度和增益适中的要求.结果表明,在6 GHz～9 GHz范围内,转换增益大于-2 dB且增益平坦,镜像抑制约为90dB,IP-1dB大于0 dBm,ⅡP3大于10 dBm.电路核心面积0.35mm×0.65 mm,工作电压为1.8 V,直流电流10.6 mA.     

低功耗满幅恒跨导CMOS运算放大器设计

采用"最小电流选择技术"和前馈无截止型AB类输出结构,在Chartered 0.35μmCMOS工艺下设计了一种基于片上系统应用的低功耗、高增益恒跨导满幅运算放大器。基于Bsim3v3 Spice模型,用Hspice对整个电路进行仿真,工作电压为3V,直流开环增益125dB,相位裕量74.8°,单位增益带宽33.8MHz,静态功耗0.6mV,压摆率6V/μs,输入级跨导在共模输入电压范围内只有2.34%的变化,运放版图有效面积0.026mm2,与国内外文献介绍的满幅恒跨导电路相比,文中设计的运放有较好的性能。     

一种高线性度低失真跨导运算放大器的设计

为了解决线性跨导输入范围有限的问题,提出了一种具有宽线性输入范围的高线性运算跨导放大器(Operational Transconductance Amplifier,OTA),可有效适用于包括低频连续时间滤波器在内的电流模式电路。该OTA利用源极退化和辅助差分结构,通过减少失真分量来显著增加线性范围。此外还利用该OTA实现了一种二阶全差分滤波器;采用SCL180 nm CMOS工艺进行了设计和仿真。实验结果表明,相比于其他设计方法,该OTA和滤波器具有更宽的线性范围和更低的失真。对于1 MHz信号频率、600 mVP-P的输入,该OTA的三次谐波失真分量和互调失真分量分别为-74.8 dB和-76.1 dB,线性范围为0.9V(1%跨导变化)。对于300 mVP-P、10 kHz输入,该滤波器的三次谐波失真分量和互调失真分量分别为-69.75 dB和-65.2 dB。     

二极管型非制冷红外探测器的前端电路设计

设计了一种二极管型非制冷红外探测器的前端电路,该电路采用Gm-C-OP积分放大器的结构,将探测器输出的微弱电压信号经跨导放大器(OTA)转化为电流信号,再经电容反馈跨阻放大器(CTIA)积分转化为电压信号输出。该OTA采用电流反馈型结构,可以获得比传统OTA更高的线性度和跨导值。输入采用差分结构,可以有效地消除环境温度及制造工艺对探测器输出信号的影响。电路采用0.35 m CMOS工艺进行设计并流片,5 V电源电压供电。Gm-C-OP积分放大器总面积0.012 6 mm2,当输入差分电压为0~5 mV时,测试结果表明:OTA跨导值与仿真结果保持一致,Gm-C-OP积分放大器可实现对动态输入差分信号到输出电压的线性转化,线性度达97%,输出范围大于2 V。     

高频高线性度跨导电容滤波器

为了提高滤波器的工作频率和线性度,提出一种新型跨导放大器。该跨导器采用差分和交叉耦合来改善跨导输入级直流传输特性的线性度,以及扩大输入电压允许范围;同时,为了稳定输出共模电平和增大动态范围,提出共模反馈电路和各支路增益调整方法。对该滤波器进行理论分析和验证,结果表明,Gm-C滤波器的截止频率为159.6MHz,过渡带宽大于45dB,动态范围为64dB,具有较好的高频和高线性度特性。     

应用于WLAN系统具有高线性度的基带Gm-C滤波器

本文介绍了一种应用于无线局域网(WLAN)收发机系统的跨导-电容(Gm-C)低通滤波器,该滤波器能够工作于低电压并具有高线性度。该射频发射器(Tx)中的滤波器采用截止频率为9.8MHz的三阶切比雪夫低通滤波器原形,在30MHz频率处的阻带衰减达到35dB。由于采用了工作在线性区MOS的伪差分跨导,此滤波器的IIP3可达9.5dBm之高。本电路采用0.35-μm CMOS工艺实现,滤波器的芯片面积为0.41mm0.17mm,工作在3.3V电源电压时所消耗电流为3.36mA 。     

一种全集成的RSSI电路

基于0.18μm RF CMOS工艺,设计了一种全集成的接收信号强度指示计(RSSI)电路.该电路片内集成了限幅放大器,全波整流器,失调减法器,直流失调提取电路和输出缓冲器.该RSSI电路提供放大后的中频输出以及指示输入信号强度的RSSI电压输出.通过在直流失调提取电路中应用微电流偏置的跨导放大器,大幅减小了版图面积,提高了集成度,降低了成本.这种RSSI电路不仅适合低中频接收机,尤其适合于零中频应用.测试结果表明,电路实现了55dB的输入线性检测范围,同时占用版图面积为0.033mm2,功耗为3.1mA.     

一种低噪声高线性度CMOS上变频混频器

设计实现了一种采用开关跨导型结构的低噪声高线性度上变频混频器,详细分析了电路的噪声特性和线性度等性能参数,本振频率为900 MHz。芯片采用0.18μm Mixed signal CMOS工艺实现。测试结果表明,混频器的转换增益约为8 dB,单边带噪声系数约为11 dB,输入参考三阶交调点(IIP3)约为10.5 dBm。芯片工作在1.8 V电源电压下,消耗的电流为10 mA,芯片总面积为0.63 mm×0.78 mm。     

80 Gbit/s PAM4光接收机低噪声模拟前端电路设计

采用UMC 28 nm CMOS工艺,设计了一款应用于光接收机、工作在80 Gbit/s PAM4的低噪声模拟前端电路(AFE)。对噪声和带宽进行折中设计,采用了跨阻放大器(TIA)级联连续时间线性均衡器(CTLE)技术和输入电感峰化技术。为了更好地控制低频增益,进一步拓展带宽,采用了跨导跨阻(gm-TIA)结构的VGA。在输入电容100 fF和供电电压1.2 V下,实现的跨阻增益为48.5 dBΩ,带宽为36.1 GHz,平均等效输入噪声电流为22.6 pA/Hz,功耗为14.5 mW。     

一种高线性低功耗基带Gm-C滤波器

介绍了一种应用于无线局域网(WLAN)收发机系统的跨导-电容(Gm-C)低通滤波器,该电路可工作于低电压,并且具有高线性度.该射频发射器中的滤波器采用截止频率为9.9 MHz的3阶切比雪夫低通滤波器,在30 MHz频率处的阻带衰减达到30.5 dB.由于采用跨导线性环技术,滤波器工作于1.2V电源电压时,IIP3可达13.5 dBm.电路采用0.13 μm CMOS工艺实现,滤波器芯片尺寸为0.52 mm×0.17 mm,消耗电流3.76 mA.     

基于SOC应用恒定跨导Rail-to-Rail CMOS运算放大器

基于SOC应用,采用CSMC 0.5μm DPDM CMOS工艺,设计了一种恒定跨导的Rail-to-Rail CMOS运算放大器。该运算放大器采用平方根电路恒定输入级总跨导;同时运用Class AB推挽电路作输出级,获得高驱动能力和低谐波失真。在5 V单电源工作电压、30 pF负载电容和10 KΩ负载电阻情况下,经过Hspice仿真,运放的直流开环增益达到98 dB,相位裕度为65°,输入级跨导最大偏差低于17%。     

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。     

适用于中国超宽带标准的0.18um-CMOS单边带混频器设计

基于0.18um-CMOS工艺设计了一款适用于中国超宽带（UWB）标准的单边带（SSB）混频器。本文对电流换向型混频器进行分析,提出折叠PMOS跨导级结构使线性度和转换增益得以同时提升,并应用并联峰化技术扩展电路带宽,满足了系统超宽带、高线性度和增益适中的要求。结果表明,在6GHz～9GHz范围内,转换增益大于-2dB且增益平坦,镜像抑制约为90dB,摄入1dB压缩点大于0dBm,IIP3大于10dBm。电路核心面积0.35mm×0.65mm,工作电压为1.8V,直流电流10.6 mA。     

可调频率跨导电容Chebyshev滤波器的设计及仿真

首先提出了一种新的跨导运放,其输入级采用了工作在线性区的MOS管作源极负反馈有源电阻实现其良好的线性度,输出级采用折叠式结构,并在电路中引入电压共模负反馈(CMFB)稳定其静态工作点。接着提出了一种新的利用开关电容技术调节跨导运放偏置电流值大小的电路,应用该电路可以精确调节跨导运放Gm值的大小,应用这些电路设计得到了四阶Chebyshev低通滤波器,并实现其频率的精确可调,0.35μm2层多晶硅,4层金属CMOS工艺Spicemodel仿真结果表明设计正确、有效。     

跨阻放大器的带宽扩展技术

提出了一种针对CMOS跨阻放大器的带宽扩展技术.基于此技术,采用应用于0.18μm 1.8V CMOS工艺,设计了一个RGC结构的跨阻放大器.仿真结果表明,该放大器具有66dB的跨阻增益,4.49GHz的带宽,输入等效噪声电流平均值为11.5pA/(Hz)～(1/2),该电路的功耗仅为15.4mW.     

应用于高Q跨导-电容带通滤波器的线性跨导运放设计

设计了一种具有高的直流增益的宽带线性全差分跨导运放.一方面,并联一个工作在线性区的场效应管来补偿直流三阶系数,得到了一种应用于连续时间滤波器、增加跨导器饱和区输入信号幅度的简单方法.另一方面,结合负电阻电路提高了输出阻抗,实现高的直流增益而不需要额外的内部结点,并减小了因有限直流增益和寄生电容引起的相位偏差.将此全差分跨导运放应用于0.18μmCMOS工艺二阶带通滤波器,在3.3V电源电压、输入峰峰值1V时,HSPICE仿真结果的总谐波失真小于40dB,中心频率为20MHz,3dB带宽为0.18MHz,即Q为110.