摘要：运算放大器是模拟集成电路中用途最广、最基本的部件。随着系统功耗及电源电压的降低,传统的运算放大器已经不能满足低压下大共模输入范围及宽输出摆幅的要求。轨对轨运算放大器可以有效解决这一问题,然而传统的轨对轨运算放大器存在跨导不恒定的缺点。本文设计一种1.5V低功耗CMOS恒跨导轨对轨运算放大器,输入级采用最小电流选择电路,不仅实现了跨导的恒定,而且具有跨导不依赖于理想平方律模型、MOS管可以工作于所有区域、移植性好的优点。输出级采用前馈式AB类输出级,不仅能够精确控制输出晶体管电流,而且使输出达到轨对轨全摆幅。所设计的运算放大器采用了改进的级联结构,以减小运算放大器的噪声和失调。基于SMIC0.18μm工艺模型,利用Hspice软件对电路进行仿真,仿真结果表明,当电路驱动2pF的电容负载以及10kΩ的电阻负载时,直流增益达到83.2dB,单位增益带宽为7.76MHz,相位裕度为63°;输入输出均达到轨对轨全摆幅;在整个共模输入变化范围内跨导变化率仅为2.49%;具有较高的共模抑制比和电源抑制比;在1.5V低压下正常工作,静态功耗仅为0.24mW。

摘要：针对宽带微功率无线通信技术(470 MHz~510 MHz)高速率、信号突发传送的特点,在设计宽带微功率射频前端芯片过程中,提出了一种去环路滤波器和去ADC的数模混合反馈型高速双模AGC设计方案(DFA-AGC),本文对该方案的关键电路和算法进行了详细描述.为实现AGC快速响应,提出了一种新型的环路电压环路恒跨导轨到轨输入和改进型电流镜负载推挽式输出结构来提升转换速率,并设计了一种全对称差分结构的全波包络检波器来减少差分信号包络检波时间.同时,考虑到实际应用场景可能的电磁干扰,设计了一种快慢锁双模自适应切换算法以实现快锁模式下信号快速跟踪和锁定,慢锁模式下有效躲避尖峰干扰.该AGC采用SMIC 40nm CMOS工艺设计,版图尺寸约200μm×140μm.仿真结果:快锁模式下锁定和增益稳定时间小于10微秒,接收增益动态范围大于90 dB.实际测试结果,快锁模式下稳定时间约为9微秒,慢锁模式下稳定时间约为30微秒,功耗小于1 mW.

摘要：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0.00125%.

摘要：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°。

摘要：低电压、低功耗、动态摆幅达到轨到轨(Rail-to-Rail)的运放是实现SOC设计的核心,而相关的输入输出模块是其中的关键技术。本文分析了两种分别工作于弱反型区和强反型区的恒跨导Rail-to-Rail输入级,同时给出了低压和极低压下两种AB类控制输出级的实现方案,并对各方案进行了比较和总结。

摘要：利用"较小电流选择电路"实现的低电压恒跨导Rail to Rail放大器输入级具有跨导gm随共模输入电压Vcm变化小、设计简单的优点.分析了该设计思想中的两个基本假设,提出一种改进型偏置电路,"跨导稳定"部分能随工艺漂移自适应地调整gm使之保持恒定;输出阻抗高且工作压降小的恒流源部分能提高输入对管的饱和工作范围及其偏置的恒流特性,从而提高gm的恒定性.Vcm在整个VDD范围内,跨导gm变化仅3.1%.

摘要：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°。

摘要：提出了一种恒跨导轨对轨输入级的结构,从理论上详细分析了这种结构的可行性和优越性,在输入MOS差分对管处于强反型区和弱反型区时,它都能提供几乎不变的跨导,且采用0.6μmCMOS工艺对这种运算放大器进行了模拟仿真,其结果与理论值很相符合。

摘要：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°。

摘要：基于TSMC 0.18μm互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种2 V低功耗恒定跨导Rail-to-Rail运算放大器。该运算放大器的输入级采用并行N沟道和P沟道差分输入级,实现了Rail-to-Rail的共模输入范围;为使输入跨导在整个共模输入范围内基本恒定,采用三倍电流镜技术;输出级采用带有Cascode米勒补偿的AB类输出控制电路。在Cadence Spectre环境下仿真后的结果显示:直流增益为91 dB,相位裕度为84.5°,单位增益带宽为9.4MHz,功耗为0.2 mW,适合应用在各种低压低功耗场合。