一种前馈型全摆幅恒跨导准恒增益CMOS运放设计

设计了一种适合在低电源电压下工作的前馈型输入级放大结构，在全摆幅的动态工作范围内，输入级跨导保持不变，采用负载电流补偿以保证增益近似恒定，输出采用前馈型AB类输结构，实现全摆幅输出。     

一种输入输出轨到轨CMOS运算放大器的设计

随着电源电压的日益降低,信号幅度不断减小,在噪声保持不变的情况下,信噪比也会相应地减小。为了在低电源电压下获得高的信噪比,需提高信号幅度,而输入输出轨到轨运算放大器可获得与电源电压轨相当的信号幅度。中文在理论分析了输入输出轨到轨CMOS运算放大器主要架构优缺点后,给出了一种新的输入输出轨到轨CMOS运算放大器的设计,该电路在华润上华0.18 μm工艺平台上流片验证。测试结果表明,输入范围从0到电源电压,输出范围从50 mV到电源电压减去50 mV,实现了输入输出轨到轨的目标。     

一种双模式的CMOS现场可编程模拟阵列的分析与设计

本篇文章提出了基于采用高度灵活的互连盒的互连网络的一种新型的现场可编程模拟阵列(FPAA)结构,该结构可以在双模式下工作包括离散时间模式和连续时间模式,以追求在不同应用场合下的性能要求。高度灵活的互连盒中的开关不仅用来作为可编程开关还直接作为开关电容中电荷转移的开关来使用,大大减少了离散时间模式下信号路径上的开关,提高了整体电路的性能。该款FPAA采用0.18um CMOS工艺,3.3V电源电压。后仿结果显示互连网络的最大带宽可达265MHz, 从示例的测试结果可以看出该款FPAA在连续时间模式下可工作在2MHz信号带宽下,无杂散动态范围可达54dB, 离散时间工作模式下的处理精度可达96.4%。     

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。     

采用输入信号适配技术的BiCMOS运放

为了满足高性能开关电源中集成运放的应用需要,设计了一种结构简单且具有轨对轨输出的运算放大器.该运放基于0.5μm BiCMOS 工艺,采用浮动输出的输入信号适配器(ISAFO),将输入信号放大至差分输入级的工作区域,从而实现了轨对轨的运行.对所设计的运放进行了仿真分析,结果表明在工作电源电压为±0.75 V、外接100 kΩ电阻的条件下,该运放的直流开环增益达到了102 dB,单位增益-带宽为6.35 MHz,相位裕度为62.5°,而功耗仅约为150 μW.所设计的运放具有很宽的共模输入范围及较高的增益,所以特别适用于开关电源的误差放大器、过流、过压和过热保护模块中.     

可用于片上集成的绝对值电路

系统中绝对值电路含悬浮二极管,阻碍了片上集成.为此,另辟蹊径用运放构成无二极管绝对值电路.PSpice仿真表明,运放OPA365构成的无二极管绝对值电路与理想电路输出电压的幅值误差较小,最大仅为0.7%;在零电平附近的幅值误差<12 mV,相位误差可略.因此,内部结构合理的轨到轨运放构成无二极管绝对值电路,其幅值误差可望<0.7%.其片上集成后,可用于笔者"AC-AC变换" 项目及电气测量.     

一种高速低功耗的欠压锁定电路

设计了一种高速低功耗的欠压锁定电路。在迟滞比较器的输出级采用轨对轨输入共源放大器电路,检测VUVLO由高电平跳变为低电平的过程,自适应地控制输出级的尾电流源大小,以减小输出建立时间,使得后级电路能够快速响应电源变化。基于华虹0.35 μm BCD工艺进行设计与仿真,结果表明,在输出级的尾电流大小为1.3 μA时,相比传统电路,该电路能减少30%的输出建立时间。这不仅降低了功耗,还提高了电路响应速度。     

锁相环频率综合器中高性能电荷泵设计

本文基于0.18μm CMOS工艺设计并实现了一种新的高性能电荷泵电路。采用宽输入范围的轨到轨运算放大器和自偏置共源共栅电流镜技术提高了电荷泵在宽输出电压范围内的电流匹配精度;同时,提出通过增加预充电电流源技术来提高电荷泵的初始充电电流,以缩短CPPLLs的建立时间。测试结果表明电荷泵在0.4～1.7V输出电压范围内失配电流小于0.4%,充电电流为100μA,预充电电流为70μA。在1.8V电源电压下,电荷泵电路锁定时的平均功耗为0.9mW。     

Low-Voltage CMOS Rail-to-Rail V-I Converters

This paper presents two CMOS low-voltage rail-to-rail voltage-to-current converters (V-I converter) which could be used as basic building blocks to construct low-voltage current-mode analog VLSI circuits. In each of the circuits, an N-type V-I converter cell is connected in parallel with its P-type counterpart to achieve common-mode rail-to-rail operation. A linear differential relationship of the N-type V-I converter, or its P-type complement, is obtained using a new class-AB linearization technique. In the first rail-to-rail V-I converter circuit, a constant transconductance is achieved through the use of two maximum-current selecting circuits and an output subtraction stage. In the second circuit, a constant transconductance value is obtained by manipulating the DC bias currents of N- and P-type V-I converter cells. Both of the circuits can operate from rail to rail with a power supply of 3V, or less depending on the VLSI technology and the DC bias current level.     

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。