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低压低功耗模拟集成电路设计技术及展望 被引量：9
1
作者 邹志革 邹雪城 黄峰 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期60-65,69,共7页
低压、低功耗模拟集成电路设计受到多种因素的制约。围绕这些制约因素,回顾了国内外在模拟集成电路低压、低功耗设计领域的方法和技术的发展现状,主要涉及:轨对轨设计技术、亚阈值工作区技术、阈值电压降低技术、组合晶体管技术、横向BJ... 低压、低功耗模拟集成电路设计受到多种因素的制约。围绕这些制约因素,回顾了国内外在模拟集成电路低压、低功耗设计领域的方法和技术的发展现状,主要涉及:轨对轨设计技术、亚阈值工作区技术、阈值电压降低技术、组合晶体管技术、横向BJT技术、SOI技术等。分析并比较了各种设计方法的优劣;并对模拟电路低压低功耗设计技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 低压低功耗 模拟集成电路 轨对轨 亚阈值工作区 SOI
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恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计 被引量：10
2
作者 赵双 刘云涛 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期302-305,310,共5页
为了提高运算放大器对电源电压的利用率,基于GSMC 0.18μm 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... 为了提高运算放大器对电源电压的利用率,基于GSMC 0.18μm 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3.3V供电电压以及1.6V输入电压下,该放大器的直流增益为126dB,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。 展开更多
关键词 轨对轨 运算放大器 恒跨导 高增益
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一种轨对轨CMOS运算放大器的设计 被引量：6
3
作者 程梦璋 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2007年第11期124-126,130,共4页
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7... 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。 展开更多
关键词 轨对轨 运算放大器 小信号增益 单位增益带宽
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中小屏幕TFT-LCD源驱动器电路设计 被引量：6
4
作者 史刘星 魏廷存 樊晓桠 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期93-97,共5页
针对中小屏幕TFT-LCD源驱动器电路,提出了一种新型的源驱动器结构,重点设计了一种电流可调、采用零点补偿的轨对轨结构的输出缓冲电路。该电路结构不但满足了系统功能和面积要求,而且能够很好地适应未来TFT-LCD芯片的发展趋势。Hspice... 针对中小屏幕TFT-LCD源驱动器电路,提出了一种新型的源驱动器结构,重点设计了一种电流可调、采用零点补偿的轨对轨结构的输出缓冲电路。该电路结构不但满足了系统功能和面积要求,而且能够很好地适应未来TFT-LCD芯片的发展趋势。Hspice仿真表明,在10kΩ电阻,20pF电容串连负载模型下的增益为90.7dB,相位裕度75°,静态电流消耗1.1μA,电路面积400μm2,满足了系统要求。 展开更多
关键词 TFT-LCD 源驱动器 轨对轨
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一种轨对轨输入的低压低功耗CMOS电流传输器 被引量：5
5
作者 彭建华 陈向东 杜广涛 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第11期72-76,共5页
基于CSMC 0.5μm工艺,在1.5 V供电电压下,设计了一种功耗低、电压跟随能力强和电流传输精度高的第二代正向电流传输器(CCII+).设计中,通过采用轨对轨的输入结构,有效地提高了信号摆幅;采用AB类推挽输出方式,达到了降低静态功耗和提高电... 基于CSMC 0.5μm工艺,在1.5 V供电电压下,设计了一种功耗低、电压跟随能力强和电流传输精度高的第二代正向电流传输器(CCII+).设计中,通过采用轨对轨的输入结构,有效地提高了信号摆幅;采用AB类推挽输出方式,达到了降低静态功耗和提高电流驱动能力的目的;应用密勒电容与调零电阻串联的补偿方式,有效地改善了CCII+的频率响应特性,并分析了AB输出级晶体管对静态电流的影响作用.HSPICE仿真结果表明,该CCII+的电压跟随误差仅0.0002 dB,-3 dB带宽达到11.7 MHz;电流传输误差为0.0007 dB,-3 dB带宽达到20 MHz,X端输入电阻低于28Ω,电流驱动能力为-0.62 mA^1.07 mA,电路功耗仅为105.68μW. 展开更多
关键词 电流传输器 轨对轨 AB类推挽输出 CMOS
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一种恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计 被引量：5
6
作者 薛超耀 韩志超 +1 位作者 欧健 黄冲 《电子科技》 2013年第9期121-123,130,共4页
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。... 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°。 展开更多
关键词 轨对轨 恒跨导 AB类输出级 CMOS运算放大器
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低功耗单双电源供电的轨对轨仪表放大器AD627 被引量：5
7
作者 孙惠丽 林凌 《国外电子元器件》 2002年第7期33-34,共2页
AD627是美国ADI公司出品的仪表放大器 ,它采用单双电源供电 ,具有轨对轨输出 ,并可用一个外部寄存器设定增益。可用于低功耗医用检测设备、热电耦放大器和便携式电池供电等仪器中。文章介绍了AD627的主要技术性能、工作原理、应用设计... AD627是美国ADI公司出品的仪表放大器 ,它采用单双电源供电 ,具有轨对轨输出 ,并可用一个外部寄存器设定增益。可用于低功耗医用检测设备、热电耦放大器和便携式电池供电等仪器中。文章介绍了AD627的主要技术性能、工作原理、应用设计以及应用电路。 展开更多
关键词 仪表放大器 轨对轨 单双电源供电 CMRR AD627
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基于传感器系统的低功耗运算放大器
8
作者 王健 钟问问 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第2期132-139,共8页
为适应传感器系统向微型化发展的趋势,设计了一种低功耗运算放大器。放大器偏置电路以共源共栅电流镜结构为基础,输出稳定偏置电流;轨对轨输入级利用亚阈值技术,保证其跨导恒定;输出级采用电流镜结构,实现AB类工作;在求和电路和输出级... 为适应传感器系统向微型化发展的趋势,设计了一种低功耗运算放大器。放大器偏置电路以共源共栅电流镜结构为基础,输出稳定偏置电流;轨对轨输入级利用亚阈值技术,保证其跨导恒定;输出级采用电流镜结构,实现AB类工作;在求和电路和输出级之间添加电容电阻串联支路,对输出晶体管控制信号进行补偿。利用0.18μm工艺库对电路进行设计,在3 V电源电压、25℃条件下进行仿真,放大器低频增益为95 dB,单位增益带宽为6.15 kHz,输入失调电压小于45μV,在-40~85℃温度区间内,失调温漂为320 nV/℃,消耗功率始终低于2.28μW。目前该芯片已成功流片,实际测量芯片消耗功率为3.15μW。结果表明,该放大器能够满足传感器系统所要求的低功耗目标。 展开更多
关键词 传感器 低功耗 轨对轨 亚阈值技术 失调电压
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一种宽带恒定跨导轨对轨运算放大器的设计 被引量：2
9
作者 嵇楚 叶凡 +1 位作者 任俊彦 许俊 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期550-553,共4页
　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... 　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。 展开更多
关键词 运算放大器 轨对轨 输入跨导 CMOS
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恒跨导轨对轨带有连续时间共模反馈的FDA设计
10
作者 冯秀平 武华 +2 位作者 曾伟 陈翰民 曹先国 《电子测量技术》 北大核心 2023年第14期18-23,共6页
提出了一种恒跨导输入输出轨对轨带有连续时间共模反馈的全差分运算放大器。输入级互补差分对采用交叉导通实现输入总跨导在整个共模输入范围内保持恒定;中间级采用折叠共源共栅结构实现高增益和满摆幅。同时设计了一种连续时间共模反... 提出了一种恒跨导输入输出轨对轨带有连续时间共模反馈的全差分运算放大器。输入级互补差分对采用交叉导通实现输入总跨导在整个共模输入范围内保持恒定;中间级采用折叠共源共栅结构实现高增益和满摆幅。同时设计了一种连续时间共模反馈电路搭配A类输出结构,使FDA能够在大摆幅和高阻抗的系统下工作。基于SMIC 0.18μm工艺对设计的FDA进行仿真验证与版图绘制,该电路在电源电压3.3 V,负载电容5 pF时,直流增益92.2 dB,单位增益带宽5.55 MHz,输入输出轨到轨范围接近100%,输入级跨导变化率仅4.53%,建立时间分别为218和195.7 ns,其对应的压摆率分别为15和16.7 V/μs。 展开更多
关键词 全差分运算放大器 恒跨导 轨对轨 连续时间 共模反馈
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3.3V/0.18μm恒跨导轨对轨CMOS运算放大器的设计 被引量：4
11
作者 马玉杰 高俊丽 +2 位作者 后永奇 耿晓勇 杨建红 《电子技术应用》 北大核心 2012年第11期48-50,54,共4页
基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种3.3 V低压轨对轨(Rail-to-Rail)运算放大器。该运算放大器的输入级采用3倍电流镜控制的互补差分对结构,实现了满电源幅度的输入输出和恒输入跨导;输出级采用前馈式AB类输出控制电路,保证了轨对轨的输出... 基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种3.3 V低压轨对轨(Rail-to-Rail)运算放大器。该运算放大器的输入级采用3倍电流镜控制的互补差分对结构,实现了满电源幅度的输入输出和恒输入跨导;输出级采用前馈式AB类输出控制电路,保证了轨对轨的输出摆幅以及较强的驱动能力。仿真结果表明,直流开环增益为120 dB,单位增益带宽为5.98 MHz,相位裕度为66°,功耗为0.18 mW,在整个共模范围内输入级跨导变化率为2.45%。 展开更多
关键词 运算放大器 低压 恒跨导 轨对轨
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一种线性化轨对轨调节压控振荡器设计
12
作者 王瑞 冯全源 程简 《应用科技》 CAS 2023年第5期83-87,共5页
为了解决控制电压范围小、调谐增益过大导致压控振荡器(voltage controlled oscillator,VCO)对控制线噪声抗干扰能力弱的问题,设计了一种高度线性化轨对轨频率调节的压控振荡器。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了电压转电流电路实现控... 为了解决控制电压范围小、调谐增益过大导致压控振荡器(voltage controlled oscillator,VCO)对控制线噪声抗干扰能力弱的问题,设计了一种高度线性化轨对轨频率调节的压控振荡器。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了电压转电流电路实现控制电压与电流饥渴型振荡器尾电流的轨到轨线性转化,进而实现振荡频率的轨到轨线性调节;并且利用缓冲器优化振荡波形以适应锁相环系统应用。Cadence Spectre仿真结果表明,振荡器在1.8 V的轨对轨控制电压范围内都具有很好的线性,调谐增益为183 MHz/V,频率范围为0.89~1.22 GHz,中心频率1.06 GHz,功耗仅有227.8μW。本文设计适用于锁相环的集成应用,可为压控振荡器的设计提供支持。 展开更多
关键词 轨对轨 线性 频率范围 中心频率 调谐增益 缓冲器 压控振荡器 锁相环
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一种恒跨导轨对轨输入级运算放大器的设计
13
作者 谢强 李宏建 朱家俊 《宇航计测技术》 CSCD 2006年第2期60-64,共5页
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。
关键词 CNOS 运算放大器 恒跨导 轨对轨
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一种低压恒跨导轨对轨CMOS运算放大器设计 被引量：4
14
作者 高瑜宏 李俊龙 《电子技术应用》 2020年第1期48-51,56,共5页
介绍了轨到轨恒定跨导运算放大器输入级电路设计。所提出的电路通过使用虚拟输入差分对动态地改变输入差分对的尾电流来获得恒定跨导gm。引起总跨导gm变化的因素是输入对和虚拟输入对在共模输入电压变化时不能同时生效,当输入对关闭时... 介绍了轨到轨恒定跨导运算放大器输入级电路设计。所提出的电路通过使用虚拟输入差分对动态地改变输入差分对的尾电流来获得恒定跨导gm。引起总跨导gm变化的因素是输入对和虚拟输入对在共模输入电压变化时不能同时生效,当输入对关闭时输入对的尾电流晶体管处于三极管区域当共模电压变化时,虚拟输入对将在输入对之前从截止区域进入亚阈值区域。在低电源电压设计中,此因素的影响更突出。为了解决这个问题,采用添加补偿电流源到每个虚拟输入差分对的尾电流晶体管,以降低跨导gm的变化。所设计的运算放大器输入级的gm变化误差约为±2%。 展开更多
关键词 轨对轨 运算放大器 补偿电流
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一种应用于PWM D类音频功率放大器的CMOS Rail-to-Rail比较器 被引量：3
15
作者 朱樟明 史斌 +1 位作者 杨银堂 过伟 《电路与系统学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期41-44,共4页
提出了一种应用于CMOS D类音频功率放大器的Rail-to-Rail PWM比较器,其输入级为Rail-to-Rail结构,输出级为AB类输出。基于CSMC 0.5μm CMOS工艺的BSIM3V3 Spice模型,采用Hspice对PWM比较器的特性进行了仿真,典型模型下的直流开环增益为5... 提出了一种应用于CMOS D类音频功率放大器的Rail-to-Rail PWM比较器,其输入级为Rail-to-Rail结构,输出级为AB类输出。基于CSMC 0.5μm CMOS工艺的BSIM3V3 Spice模型,采用Hspice对PWM比较器的特性进行了仿真,典型模型下的直流开环增益为50dB,电源抑制比为52dB,ICMR为0.04V^4.98V,传输时延为24.5ns,版图有效面积为210×75μm2。由于PWM比较器的良好性能参数,所以其不仅适用于D类音频功率放大器,也能应用于各类低频数据转换电路。 展开更多
关键词 D类音频放大器 脉宽调制 轨对轨 传输时延 CMOS
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低功耗恒定跨导轨对轨运算放大器设计技术研究 被引量：3
16
作者 郭仲杰 何帅 +2 位作者 郑晓依 陈浩 李青 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第1期72-76,共5页
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... 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%。 展开更多
关键词 轨对轨 恒跨导 共模电压监测 低功耗
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采用输入信号适配技术的BiCMOS运放 被引量：3
17
作者 杨宁 成立 +3 位作者 王改 吴衍 王鹏程 王振宇 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1122-1126,共5页
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。... 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150μW。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。 展开更多
关键词 输入适配技术 BiCMOS运放 轨对轨 低功耗 开关电源
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1.5V低功耗CMOS恒跨导轨对轨运算放大器 被引量：3
18
作者 邓红辉 尹勇生 高明伦 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期57-61,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 轨对轨 恒跨导 最小电流选择电路 前馈式AB类输出级
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低压Rail-to-Rail CMOS运算放大器的设计 被引量：2
19
作者 王永顺 王好德 史琳 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期827-830,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 运算放大器 低压 恒跨导 轨对轨 折叠式共源共栅
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一种齐纳二极管控制式轨对轨CMOS运算放大器
20
作者 程梦璋 景为平 《电子器件》 CAS 2007年第2期457-460,共4页
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,... 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. 展开更多
关键词 轨对轨 运算放大器 小信号增益 单位增益带宽
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