摘要：针对传统轨到轨运算放大器输入级跨导恒定受工艺影响,提出了一种非匹配模式低失调恒定跨导轨到轨运算放大器,输入级电路采用最大电流控制法。该运放通过对P输入对管电流的监测,来控制N输入对管的电流,从而实现与工艺无关的恒定跨导的要求。输出级采用折叠式共源共栅的有源负载与AB类控制的输出级结合,提高电压增益,增加电压输出动态范围。运放基于DB Hitek 0.18μm工艺完成电路设计。仿真结果表明:在电源电压为+2.5 V和−2.5 V时,该运放的共模输入范围为−2.5~2.5 V,动态输出范围为−2.5~2.5 V,平均输入失调电压为12.7μV,开环增益为98 dB,相位裕度为73.1°,带宽为73.1 MHz,电源抑制比为90 dB,共模抑制比为95 dB,压摆率为57.1 V/μs,跨导变化率仅为4.9%,满足了恒定跨导的要求。

摘要：设计了一款低失调轨到轨运算放大器。通过利用两个晶体管的基极-发射极(BE)结压降和一个可修调电阻来钳制共射-共基组态中共基对管的集电极电位,同时用电阻代替输入级有源负载,有效抑制了电路失调;偏置电路使用温度系数相反的p型结型场效应晶体管(p-JFET)与Cr-Si电阻结合,产生高精度、低温漂的电流;增益级与输入级组合为共射-共基结构,实现高增益;输出级采用AB类结构,保证轨到轨输出的同时提供足够的驱动能力。基于互补双极型工艺流片,测试结果表明:在电源电压±15 V,共模输入电压为0 V时,输出电压摆幅为-14.97~14.86 V,输入失调电流低于0.8 nA,大信号增益达到121 dB,压摆率为4.28 V/μs。该芯片可应用于便携式电信设备、电源控制与保护、采用轨到轨输入的传感器等领域。

摘要：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。

摘要：随着电子系统对功耗和电源电压的要求日益严苛,传统差分输出放大器的输出幅度、速度和驱动能力等受到严重限制。针对该问题,提出了一种高速轨到轨输出差分放大器。通过采用“H”桥结构,在有限的功耗下可以实现大带宽和压摆率;采用静态电流精确可控的AB类输出级,实现了接近轨到轨的输出幅度和大输出驱动能力;采用三级放大结构实现100 dB以上的高增益;嵌套式密勒(Nested Miller)频率补偿保证了系统的稳定性,共模反馈电路则设置了合适的静态工作点保证电路可以正常工作。测试结果表明,提出的高速轨到轨输出差分放大器实现了0.5 mV量级的输入失调电压,0.2~4.8 V的输出幅度,400 MHz的-3 dB带宽和1300 V/μs的压摆率。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：设计了一种恒跨导恒增益的轨到轨运算放大器.输入级采用一倍电流镜控制的互补差分对结构,实现轨到轨和恒跨导.通过分析运算放大器电压增益随共模电压变化的原因,提出了一种前馈型恒增益控制模块,可以根据共模电压开启或关闭附加电流源,使运算放大器电压增益保持恒定.输出级采用前馈型AB类输出结构,以达到轨到轨输出效果.采用Chartered公司0.35μm工艺进行流片,仿真及测试结果表明:该运算放大器的直流开环增益为125dB,单位增益带宽为8.879MHz,在整个共模范围内电压增益最大变化率为1.69%.

摘要：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。

摘要：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3.3 V的供电电压下,提供共模范围为300 m V^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 m V,输入输出延时小于5 ns,功耗小于18 m W,版图面积小于200μm×150μm。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。

摘要：设计了一种新型Class-AB轨到轨CMOS单位增益模拟缓冲器。实现电路基于并行互补差分对输入,在保持整个电路简洁的同时,可提供低功耗Class-AB输出方式,使电路实现轨到轨的电平跟踪功能。使用0.35μm工艺库仿真,结果表明,该缓冲器具备较大的电容驱动能力,可以应用在具有大电容负载的场合。使用特殊设计方式,使电路主极点移动到输出节点上,彻底解决了大负载电容下电路的稳定性问题。电路使用3.3V单极性电源,在负载电阻大于1MΩ时,可以提供完全的轨到轨输出。在20pF负载电容时,输出摆率为+7.9V/μs和-5.8V/μs,整个电路的静态功耗仅为184μW。