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。     

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°。     

恒跨导高摆率轨对轨运算放大器的设计

本文在分析MOS管恒跨导输入级和AB类输出级运算放大器的基础上设计了一个高摆率、恒跨导的轨对轨运算放大器。在输入级中采用了齐纳二极管的稳压原理,保证Rail-to-Rail运算放大器的输入跨导恒定。为了实现高转换率,本文采用了一种新型的压摆率提高电路。另外,为了提高系统的稳定性,采用了控制零点的米勒补偿进行频率补偿。采...     

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.     

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。     

轨到轨输入输出范围运算放大器的噪声分析和优化

这篇文章设计了一个轨到轨（Rail-to-Rail）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,在输出级使用了AB类的输出方法来提高运算放大器的输出范围,且详细分析了该运算放大器的噪声性能,在此基础上给出了改善该运算放大器噪声性能的方法,以此来提高该运算放大器的动态范围。     

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。     

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。     

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。     

一种宽带恒定跨导轨对轨运算放大器的设计

介绍了一种具有轨对轨输入功能的CMOS输入级电路。该电路克服了一般运算放大器只能工作在一定共模输入范围的输入级的缺陷，在各种共模输入电平下有着几乎恒定的跨导，使频率补偿更容易实现，且由于其工作原理与MOS晶体管的C—V解析关系无关，对制造工艺依赖性小，适用于深亚微米工艺。在此基础上，设计出了一种宽带的运算放大器，该运算放大器具有轨对轨输入、输出能力，可以作为常用模拟电路的基本单元模块。它没有严格的共模输入限制，跨导和整体性能稳定，适于为更大规模的数字／模拟混合信号系统提供行为级模型。     

一种低失调CMOS轨到轨运算放大器研究

基于CMOS工艺设计了一款轨到轨运算放大器,整体电路包括偏置电路、输入级、输出级以及ESD保护电路。电路中的输入级使用了一种全新的架构,通过一对耗尽型NMOS管作为输入管,实现轨到轨输入,同时在输入级采用了共源共栅结构,能够提供较高的共模输入范围和增益;在输出级,为了得到满摆幅输出而采用了AB类输出级;同时ESD保护电路采用传统的GGMOS电路,耐压大于2 kV。经过仿真后可知,电路的输入偏置电流为150 fA,在负载为100 kΩ的情况下,输出最高和最低电压可达距电源轨和地轨的20 mV范围内,当电源电压为5 V时能获得80 dB的CMRR和120 dB的增益,相位裕度约为50°,单位增益带宽约为1.5 MHz。     

一种轨至轨输入的低压低功耗运放的设计

本文采用0.35μm的CMOS标准工艺,设计了一种轨至轨输入,静态功耗150μW,相位增益86dB,单位增益带宽2.3MHz的低压低功耗运算放大器。该运放在共模输入电平下有着几乎恒定的跨导,使频率补偿更容易实现,可应用于VLSI库单元及其相关技术领域。     

基于单差分对输入级的新型轨到轨运算放大器设计

本文基于CMOS工艺设计了一种新型的轨到轨集成运算放大器。对比分析传统轨到轨输入级设计的优劣,该运放选择采用单差分对输入级结构,使用耗尽型NMOS管作为输入对管,利用耗尽型NMOS管的体效应以及对输入级电路结构的优化,实现轨到轨输入,以AB类输出级结构实现轨到轨输出。经过Cadence仿真验证,工作在5 V单电源供电下,共模输入电压范围可以实现满轨0～5 V,增益高达141.1 dB,带宽1.7 MHz,相位裕度55.4°,具有较低的输入失调电压264μV、输入偏置电流9 pA。整体电路实现了近乎满轨的轨到轨的输出电压摆幅,达到轨到轨运算放大器的设计要求。     

低压Rail-to-Rail CMOS运算放大器的设计

基于0.5μm标准CMOS工艺,设计了一种带有恒跨导输入级的轨对轨(rail-to-rail)低压CMOS运算放大器.采用折叠式共源共栅差分电流镜放大器输入级和改进的CMOS AB类输出级,实现了电源满幅度的输入输出和恒输入跨导.用Cadence Spectre仿真器,对整个电路在3.3 V工作电压下进行仿真,其直流开环增益AV=70.6 dB,相位裕度PM=71°,单位增益带宽GB=1.37 MHz.芯片面积为0.7 mm×0.4 mm.实际测试结果与模拟结果基本一致.     

基于最小电流选择的运算放大器设计

设计了一种工作电压为3V恒跨导满幅CMOS运算放大器,针对轨对轨输入级中存在的跨导不恒定和简单AB类输出级性能偏差这2个问题,提出了利用最小电流选择电路来稳定输入级的总跨导;浮动电流源控制的无截止前馈AB类输出级实现了运放的满幅输出,同时减小了交越失真。该电路通过HSpice进行仿真验证,在0～3V输入共模范围内,输入级跨导的变化小于3.3%,开环增益为93dB,单位增益带宽为8MHz,相位裕量为66°。     

高性能Rail-to-Rail恒定跨导CMOS运算放大器

基于UMC的0.6μm BCD 2P2M工艺,探讨了一种高性能Rail-to-Rail恒定跨导CMOS运算放大器.该运算放大器的输入级采用互补差分对,其尾电流由共模输入信号来控制,以此来保证输入级的总跨导在整个共模范围内保持恒定.输出级采用ClassAB类控制电路,并且将其嵌入到求和电路中,以此减少控制电路电流源引起的噪声和失调.为了优化运算放大器低频增益、频率补偿、功耗及谐波失真,求和电路采用了浮动电流源来偏置.该运算放大器采用米勒补偿实现了18MHz的带宽,低频增益约为110dB,Rail-to-Rail引起的跨导变化约为15%,功耗约为10mW.