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。     

一种恒跨导高增益轨到轨运算放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种新颖的恒跨导高增益轨到轨运算放大器。输入级仅由NMOS管差分对构成,采用电平移位及两路复用选择器控制技术,在轨到轨共模输入范围内实现了输入级恒跨导。中间级采用折叠式共源共栅放大器结构,运算放大器能获得高增益。输出级采用前馈型AB类推挽放大器,实现轨到轨全摆幅输出。利用密勒补偿技术进行频率补偿,运算放大器工作稳定。仿真结果表明,在1.8 V电源电压下,该运算放大器的直流开环增益为129.3 dB,单位增益带宽为7.22 MHz,相位裕度为60.1°,整个轨到轨共模输入范围内跨导的变化率为1.44%。     

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。     

一种恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计

设计了一种新颖的恒跨导轨对轨CMOS运算放大器结构。输入级采用轨对轨的结构,在输入级采用4个虚拟差分对管来对输入差分对的电流进行限制,使运放的输入级跨导在工作范围内保持恒定。输出级采用前馈式AB类输出结构,以使输出达到全摆幅。仿真结果显示,在5 V电源电压和带有10 pF电容与10 kΩ电阻并联的负载下,该运放在共模输入范围内实现了恒跨导,在整个共模输入范围内跨导变化率仅为3%,输出摆幅也达到了轨对轨全摆幅,运放的开环增益为108.5 dB,增益带宽积为26.7 MHz,相位裕度为76.3°。     

低功耗轨至轨CMOS运算放大器设计

设计了一个1.5 V低功耗轨至轨CMOS运算放大器。电路设计中为了使输入共模电压范围达到轨至轨性能,采用了NMOS管和PMOS管并联的互补差动对输入结构,并采用成比例的电流镜技术实现了输入级跨导的恒定。在中间增益级设计中,采用了适合在低压工作的低压宽摆幅共源共栅结构;在输出级设计时,为了提高效率,采用了简单的推挽共源级放大器作为输出级,使得输出电压摆幅基本上达到了轨至轨。当接100 pF电容负载和1 kΩ电阻负载时,运放的静态功耗只有290μW,直流开环增益约为76 dB,相位裕度约为69°,单位增益带宽约为1 MHz。     

全摆幅运算放大器的设计

设计了一种全摆幅输入的运算放大器。通过恒定跨导结构实现互补输入差分对共模输入电压在轨到轨范围内对恒定跨导的控制。设计中在输出结构里使用了电流求和电路,以达到输出信号相加,实现单端输出的功能。采用Spectre进行仿真,电源电压5V时,低频增益84dB,单位增益带宽12MHz。     

一款基于电荷泵高压内电源的恒定跨导轨到轨运算放大器

设计了一款基于电荷泵高压内电源的恒定跨导轨到轨运算放大器.输入级采用PMOS差分对结构,通过电荷泵产生高于电源电压的输入级内电源,使运放在轨到轨输入范围能正常工作并保持输入跨导恒定.电荷泵电路所需的时钟信号通过内部振荡器电路产生,再通过电压自举电路和时序电路产生所需电平的非交叠开关控制信号,最后利用时间交织结构输出连续稳定的高压内电源.在电荷泵实现中还采用了辅助开关结合跟随运放的结构降低了主开关在切换时的毛刺.该运放在折叠式共源共栅结构中使用增益自举结构提高了总体增益,输出级采用class AB类输出结构实现轨到轨输出.该运算放大器基于0.5μm CMOS工艺完成电路与版图设计,仿真结果表明,在5 V电源电压下,直流增益为150.76 dB,单位增益带宽为53.407 MHz,相位裕度为96.1°,输入级跨导在轨到轨输入共模范围内的变化率为0.001 25%.     

一种高共模抑制比轨到轨全差分运算放大器

针对传统全差分运算放大器电路存在输入输出摆幅小和共模抑制比低的问题,提出了一种高共模抑制比轨到轨全差分运算放大器电路。电路的输入级采用基于电流补偿技术的互补差分输入对,实现较大的输入信号摆幅;中间级采用折叠式共源共栅结构,获得较大的增益和输出摆幅;输出级采用共模反馈环路控制的A类输出结构,同时对共模反馈环路进行密勒补偿,提高电路的共模抑制比和环路稳定性。提出的全差分运算放大器电路基于中芯国际(SMIC) 0.13μm CMOS工艺设计,结果表明,该电路在3.3 V供电电压下,负载电容为5 pF时,可实现轨到轨的输入输出信号摆幅;当输入共模电平为1.65 V时,直流增益为108.9 dB,相位裕度为77.5°,单位增益带宽为12.71 MHz;共模反馈环路增益为97.7 dB,相位裕度为71.3°;共模抑制比为237.7 dB,电源抑制比为209.6 dB,等效输入参考噪声为37.9 nV/Hz^1/2@100 kHz。     

低功耗恒定跨导轨对轨运算放大器设计技术研究

为了解决轨对轨运算放大器输入级跨导随共模输入电压变化的影响,采用实时共模电压监测技术,动态跟踪轨对轨运放输入级的跨导变化,通过对偏置电流的高精度定量补偿,从而实现了对输入级跨导的恒定性控制。基于0.18μm CMOS工艺进行了具体电路的设计实现,结果表明:在电源电压3.3 V、负载电阻100Ω、负载电容1 nF的条件下,运放增益为148 dB、相位裕度为61°、功耗为39.6μW,共模输入范围高达0~3.3 V,输入级跨导变化率仅为2.1%。     

一种0.8V衬底驱动轨对轨运算放大器设计

采用衬底驱动技术设计低压低功耗轨对轨运算放大器。输入级采用衬底驱动MOSFET,有效避开阈值电压限制,将电源电压降至0.8V,实现低压下轨对轨共模输入范围。增加衬底驱动冗余差分对及反折式共源共栅求和电路实现恒定跨导控制,消除共模电压对输入级跨导的影响,输出采用前馈式AB类输出级,以提高动态输出电压范围。基于标准0.18μmCMOS工艺仿真运放,测得输出范围0.4～782.5mV,功耗48.8μW,电源抑制比58dB,CMRR65dB,直流开环增益63.8dB,单位增益带宽2.4MHz,相位裕度68°。版图设计采用双阱交叉空铅技术,面积为97.8μm×127.6μm。     

数字可编程的宽电压范围比较器

提出的比较器采用基准电压源产生2.5 V的电压,用电阻串并结合数字译码器和模拟开关通过控制码可以产生参考电压范围从0.039～4.922 V的64个等级的比较器参考电压,利用PMOS差分对管和NMOS差分对管同时作为输入实现轨到轨的放大器作为预放大级,级联迟滞比较器实现电压比较.采用CSMC的0.5 μm工艺流片,测试结果显示,比较器可以通过数字编程在地电压到电源电压的范围内实现电压比较.     

一种轨对轨CMOS运算放大器的设计

基于0.6μmCMOS工艺,设计了一种轨对轨运算放大器。该运算放大器采用了3.3V单电源供电,其输入共模范围和输出信号摆幅接近于地和电源电压,即所谓输入和输出电压范围轨对轨。该运放的小信号增益为77dB,单位增益带宽为4.32MHz,相位裕度为79°。由于电路简单,工作稳定,输入输出线性动态范围宽,非常适合于SOC芯片内集成。     

轨到轨电压比较器的设计

比较器在模数转换及其他模拟功能模块中都是非常重要的器件,其速度和精度直接影响模块的功能.采用SMIC 0.18 CMOS混合信号工艺,设计了一种轨到轨电压比较器,电路结构主要包括前置放大器、锁存器和输出缓冲电路,此外,采用一种β倍增的自偏置基准电路提供偏置电流.结果表明,在3.3V的供电电压下,提供共模范围为300 mV～3.3 V的信号,可分辨输入信号的最小频率为200 MHz,单级运放相位裕度大于60°,输出信号占空比为40％～60％,比较阈值约为10 mV,输入输出延时小于5 ns,功耗小于18 mW,版图面积小于200 μm× 150 μm.该比较器的失真较小,在整个输入信号范围内有较高的共模抑制比,较大限度地提高了电路的性能.     

一种齐纳二极管控制式轨对轨CMOS运算放大器

采用0.6μm CMOS工艺,设计了一种齐纳二极管控制式轨对轨运算放大器.该运放采用了3.3V单电源供电,其输入共模范围和输出信号摆幅接近于地和电源电压,即所谓输入和输出电压范围轨对轨.该运放的小信号增益为82dB,单位增益带宽为12.34MHz,相位裕度为68°.由于电路简单,工作稳定,输入输出线性动态范围宽,非常适合于SOC芯片内集成.文中主要讨论该轨对轨运算放大器的原理,性能及设计方法,并进行了模拟仿真.     

European Rail Transportation

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轨对轨大电流输出四BiMOS运算放大器TS925及其应用

TS925是ST公司新生产的一种轨对轨大电流输出四BiMOS运算放大器IC。它的输出电流可达80mA，可驱动32Ω负载，同时具有噪声低、运行速度高等特点。文中介绍了TS925的主要特点，给出了由TS925组成的麦克风预放大和立体声耳机驱动的具体应用电路。     

低电压轨-轨运算放大器AD8517/AD8527

AD8517／AD8527是美国AD公司出品的轨－轨运算放大器。它体积小、功率低，并具有宽带轨－轨输出，故可广泛应用于便携通讯、有源滤波器及ASIC输入驱动等领域。文中介绍了AD8517／AD8527的引脚功能、工作原理和几种实际应用电路。     

4.5ns单/双电源轨对轨输出比较器LT1719及其应用

LT1719是Linear Technlolgy公司采用最优化工艺生产的高速双电源比较器。它采用轨对轨输出方式。响应时间只有4.5ns。可用于输出信号缓慢变化的应用场合,并可与TTL和CMOS信号直接接口。文章介绍了LT1719的主要特点,引脚功能,工作原理和典型应用,最后给出了由LT1719组成的振荡电路。     

Low Voltage Rail to Rail CMOS Current Feedback Operational Amplifier and its Applications for Analog VLSI

This paper presents a new CMOS current feedback operational amplifier (CFOA) with rail to rail swing capability at all terminals. The circuit operates as a class AB for lower power consumption. Besides operating at low supply voltages of ±1.5 V, the proposed CFOA has a standby current of 200 A. The proposed CFOA circuit is thus a versatile building block for low voltage low power applications. The applications of the CFOA to realize a transconductor/multiplier cell, MOS-C differential integrator, MOS-C bandpass filter and MOS-C oscillator are given. PSpice simulations based on 1.2 m level three parameters obtained from MOSIS are given.     

城市轨道交通传输技术分析

本文在对MSTP、OTN、ATM、IP、RPR等传输技术分析比较的基础上,结合城市轨道交通传输设备选型和组网的需求和特点,对城市轨道交通传输方案进行了探讨。