CMOS低壓低功耗運算跨導(dǎo)放大器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新興科技的崛起，帶動集成電路產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，便攜式電子產(chǎn)品在電子產(chǎn)品中占有越來越重要的地位，隨之帶來的是電子產(chǎn)品對電壓和功耗要求更加苛刻，因此低壓低功耗模擬電路成為當(dāng)今模擬電路設(shè)計的主流。由于運算跨導(dǎo)放大器在模擬電路中應(yīng)用最為廣泛，因此本文對國內(nèi)外低壓低功耗跨導(dǎo)運算放大器做了詳細(xì)的調(diào)查和研究，分析了多種跨導(dǎo)運放的工作原理和優(yōu)缺點，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究與設(shè)計，本文主要工作包含:
　　(1)針對低壓低功耗模擬電路

2、中，電源電壓降低導(dǎo)致信號的動態(tài)范圍減小的問題，設(shè)計了一款低壓微功耗雙端輸出跨導(dǎo)放大器，通過引入襯底輸入技術(shù)和偽差分輸入結(jié)構(gòu)，來增大輸入輸出擺幅。經(jīng)Specie仿真驗證，在0.5V電壓下，該OTA輸入共模范圍為0.025V～0.475V，輸出擺幅為0.06V～0.455V，開環(huán)增益為42dB，功耗僅為0.79uW。
　　(2)針對低壓低功耗模擬電路中，共模噪聲突出和增益不高導(dǎo)致共模抑制比下降的問題，設(shè)計了一個新型的低壓低功耗高共模抑

3、制比單端輸出跨導(dǎo)放大器:首先，通過引入反相器作為輸入級，在不增加電流的情況下增加輸入跨導(dǎo)提高增益;其次，運用正體偏置技術(shù)降低MOS管的閾值電壓，使其適用于低電壓輸入并使用共模前饋電路和自偏置電流鏡提高共模抑制比。經(jīng)Specie仿真驗證，在0.5V電壓下，該OTA開環(huán)增益為51.8dB，相位裕度為70°，單位增益帶寬為18.6MHz，電源抑制比為107dB，共模抑制比達(dá)到135dB，功耗為3uW。
　　(3)對本文所設(shè)計的兩個OTA