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          一種用于CIS的快速低噪聲CMOS緩沖器

          作者:楊潔,李梓鈺 時(shí)間:2012-11-22 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            摘要:基于TSMC 0.13μm 工藝,設(shè)計(jì)了一種用于圖像傳感器()的快速低噪聲。該的面積相對(duì)較低,輸出級(jí)采用改進(jìn)式AB類輸出級(jí),不僅保證了建立速度,而且還能抑制由于電路結(jié)構(gòu)不對(duì)稱而帶來的噪聲。采用調(diào)零電阻補(bǔ)償保證不同corner下的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明:在室溫tt工藝下功耗為10μW,建立時(shí)間為8ns,低頻輸出噪聲100dB,適用在各種高速度低功耗場合。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/139230.htm

            引言

            在( Image Sensor)中,由Pixel產(chǎn)生的模擬信號(hào)通過CDS采樣儲(chǔ)存。由于CDS直接驅(qū)動(dòng)PGA需要很長的工藝線,所以導(dǎo)致等效負(fù)載電容會(huì)很大,增加了驅(qū)動(dòng)的難度。因此,中間加一個(gè)(Buffer驅(qū)動(dòng)PGA,從而抑制、消除模擬信號(hào)中的噪聲。針對(duì)此要求,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)低功耗低面積的Buffer?! ?/p>

           

            電路結(jié)構(gòu)分析

            Class AB輸出級(jí)

            輸出級(jí)采用了AB類推挽輸出,如圖1所示,M6,M7,M8組成一個(gè)反相級(jí)兼確定輸出級(jí)的靜態(tài)電流的結(jié)構(gòu)。M12,M11分別為AB類輸出級(jí)的充電管和放電管。這種電路既有較小的靜態(tài)電流,又有較大的驅(qū)動(dòng)能力,由于整個(gè)輸出級(jí)的工作電流由M8的電流決定,因此一旦偏置方式確定,M8的電流即可決定,只要知道圖3中各MOS管的寬長比,就可以確定各管子的工作電流,這些管子的工作電流分別表示為:
                 
                 
            其中(2),(3)中的S=W/L,由于輸出級(jí)的電流要考慮負(fù)載能力,S11,S12的值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他器件的S值,當(dāng)輸入級(jí)的輸出信號(hào)Vout1加到M6和M12時(shí),電路具備AB類推挽工作模式,例如,當(dāng)Vout1增大時(shí),M6和M12的電流減少,而M6的電流減少導(dǎo)致M8的電流等量增加(因?yàn)镸8的電流恒定與Vout1無關(guān)),由于M9與M7組成電流源,所以M9的電流也將以S9/S7的比例增加,,從而使得M10電流增加,M11按S11/S12的比例增加,于是M11的電流增加了。結(jié)果在Vout1正向擺動(dòng)時(shí),M12的電流減少,M11的電流增加,起到了推挽的作用。反之,若Vout1減少即負(fù)向擺動(dòng)時(shí),M12的電流增加,M11的電流減少,兩個(gè)輸出管的電流增量可以表示為:
                 
            (4)式表達(dá)了電路對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力,(5)式則說明電路能吸收負(fù)載電流的能力。

            但該電路有個(gè)最大的缺點(diǎn),由于M7,M8,M9組成的反相級(jí)結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,所以噪聲比較大。



          關(guān)鍵詞: CIS 緩沖器 CMOS 201211

          評(píng)論


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