一种高性能FoldedCascode运算放大器的设计

SemiconductorTechnologyVol.27No.6June2002331引言运算放大器是一种非常重要的单元电路运算放大器的设计尤为关键因此现代集成电路应用中最重要的一种运放结构是跨导运算放大器OTA由于不同应用对运放性能的要求不一样需要根据具体系统要求来考虑运放设计的基本问题以及折衷方案如图1(a所示的Folded-Cascode运算放大器是一种很好的结构[1]介绍一种高性能的Folded-Cascode运算放大器的设计目前已经提出了多种运算放大器的结构由于对系统高速和高精度分辨率的要求从而决定了整个Sigma-DeltaA/D转换器的性能运放的设计是一个关键部分建立时间以及压摆率和输出幅度范围对积分器的频率特性压摆率和输出幅度范围有直接的影响复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室摘要它具有先进的偏置电源结构以调节输出动态幅度合理地关断电路以降低电路非工作时的功耗等特点并给出了结果运算放大器模拟集成电路设计TN495文献标识码1003-353X(200206-0033-05Ahigh-performancefolded-cascodeoperationalamplifierYANGSheng-junASICSystemState-KeyLaboratoryShanghai200433Abstract:Afolded-cascodeoperationalamplifierwithhighperformanceispresented.Ithasadvancedandeffectivebiasingcircuitsforoutputswingcontrol,power-downcircuitforefficientdissipationreduction,anddynamicswitched-capacitorcommon-modefeedbackcircuitforoutputstabilityimprovement.ItwasmodulatedwithHSPICEforthecircuit.Andtheresultsaregiven.Keywords:operationalamplifieranalogintegratedcircuitdesign万方数据半导体技术第27卷第6期二OO二年六月34采用的是5V电源电压对整个电路功耗的控制变得非常重要图1所示为三种不同的用于积分器实现的运放结构所以要求运放有快速的建立过程所以对运放的输出幅度也提出了要求由于我们的设计图1三种运放结构图结构(c为两级A/AB类运放3]Folded-Cascode结构的运放具有最高的非主极点然而而且其输出范围也最小ω0ω2(1+gm3/gm1+gm5/gm1(1+gm3/gm1最小电源电压|VT1|+2|VDS,min||VT1|+2|VDS,min||VT1|+2|VDS,min|共模抑制比(CMRR++++电源抑制比+-++非主极点比前者要低一些第二级中必须要有更高的电流而且其电源抑制比很低也是一个很大的缺点另外图1(c所示的两级A/AB类运放第一级采用一个简单差分对由于第二级完成AB类操作而第二级能够保证非主极点足够高时也具有很好的稳定性再加上第二级采用的电流镜结SemiconductorTechnologyVol.27No.6June2002353高性能Folded-Cascode运放的设计图3所示的Folded-Cascode运算放大器能够在传统的米勒补偿的基础上增加运放的带宽而且线性度要求较高的应用来说与Cascode结构相对应图4所示为一个用于18位Sigma-Delta调制器中积分器设计的Folded-Cascode运算放大器的实际电路图对于高精度的A/D转换构尽管电流镜的增益增大确实能够进一步减小电路功耗所以另外功耗一直是集成电路设计中必须特别注意的问题由于我们的设计图2不同运放结构实现的积分器功耗与电源电压关系曲线图3Folded-Cascode运放核心结构图4完整的Folded-Cascode运放电路图采用的是5V电源电压其在功耗上的优势是比较明显的器应用从而影响到输出转换精度M11构成一个两级的Folded-Cascode电路M12与M13管子的作用是使得A点电压可以由外接的参考电压信号Vref控制M7的D端电位就可以由外界电压控制M12从而能直接引用第三节的结果尤其对于低电源电压设计时更为重要其他偏置均由该电流源提供如M3而对于那些漏极与Cascode管源极相连的共源管M5等M20管产生而M19模仿Cascode管M6的作用这就消除了由于输出阻抗非无限引起的电流的不匹配性对于PMOS的Cascode管M6由M17由图中可以看出M18是三端工作器件而M17是两端工作器件同时由M14提供电流源M6和M5由于M17M7有相同的电流密度Vgs17=Vgs19=Vgs6=Vgs7这样就可以求得最小的工作电压为合理地调节响应管子的参数就可以得到满足设计要求的性能如果M17那么由其所产生的偏置将很好地与电路开始所提供的参考电流Ir相匹配[8]只是M10由其产生的共模反馈信号CMFB来控制运放的M12图4虚线椭圆中的管子都取最小尺寸以降低电路的总功耗P管分别由差分的两个控制信号VP...

1、当您付费下载文档后,您只拥有了使用权限,并不意味着购买了版权,文档只能用于自身使用,不得用于其他商业用途(如 [转卖]进行直接盈利或[编辑后售卖]进行间接盈利)。
2、本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供参考,付费前请自行鉴别。
3、如文档内容存在侵犯商业秘密、侵犯著作权等,请点击“举报”。

常见问题具体如下:

1、问:已经付过费的文档可以多次下载吗?

      答:可以。登陆您已经付过费的账号,付过费的文档可以免费进行多次下载。

2、问:已经付过费的文档不知下载到什么地方去了?

     答:电脑端-浏览器下载列表里可以找到;手机端-文件管理或下载里可以找到。

            如以上两种方式都没有找到,请提供您的交易单号或截图及接收文档的邮箱等有效信息,发送到客服邮箱,客服经核实后,会将您已经付过费的文档即时发到您邮箱。

注:微信交易号是以“420000”开头的28位数字;

       支付宝交易号是以“2024XXXX”交易日期开头的28位数字。

客服邮箱:

biganzikefu@outlook.com

所有的文档都被视为“模板”,用于写作参考,下载前须认真查看,确认无误后再购买;

文档大部份都是可以预览的,笔杆子文库无法对文档的真实性、完整性、准确性以及专业性等问题提供审核和保证,请慎重购买;

文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为依据;

如果您还有什么不清楚的或需要我们协助,可以联系客服邮箱:

biganzikefu@outlook.com

常见问题具体如下:

1、问:已经付过费的文档可以多次下载吗?

      答:可以。登陆您已经付过费的账号,付过费的文档可以免费进行多次下载。

2、问:已经付过费的文档不知下载到什么地方去了?

     答:电脑端-浏览器下载列表里可以找到;手机端-文件管理或下载里可以找到。

            如以上两种方式都没有找到,请提供您的交易单号或截图及接收文档的邮箱等有效信息,发送到客服邮箱,客服经核实后,会将您已经付过费的文档即时发到您邮箱。

注:微信交易号是以“420000”开头的28位数字;

       支付宝交易号是以“2024XXXX”交易日期开头的28位数字。

笔杆子文秘
机构认证
内容提供者

为您提供优质文档,供您参考!

确认删除?