基于跨導(dǎo)放大器的電流模式積分單元的設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2012-03-06
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2 積分器設(shè)計(jì)
由以上分析可知要設(shè)計(jì)一個(gè)電流模式的積分器首先需要設(shè)計(jì)一款高性能OTA。本文設(shè)計(jì)了一款低電壓的CMOS兩級(jí)OTA，并將其應(yīng)用于積分電路的仿真設(shè)計(jì)。OTA的核心電路如圖4所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/186821.htm
此電路在第一級(jí)采用共源共柵結(jié)構(gòu)M1～M11，相比基本的兩級(jí)放大器可以提高增益，并克服了套筒式結(jié)構(gòu)的輸入范圍窄的缺點(diǎn)。輸入采用PMOS折疊式差分輸入結(jié)構(gòu)，輸入共模范圍可以非常寬，甚至可以低于底電壓。同時(shí)第2級(jí)放大結(jié)構(gòu)的存在，輸出范圍可以達(dá)到全擺幅。設(shè)計(jì)中此電路采用差轉(zhuǎn)單的結(jié)構(gòu)將輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出，這樣給電路增加了一個(gè)鏡像極點(diǎn)，但是與此同時(shí)帶來(lái)的零點(diǎn)共同作用使得其極點(diǎn)的影響可以忽略。并且電路中為了增加電路穩(wěn)定性，提高相位裕度，減小非零主極點(diǎn)的影響，還進(jìn)行了米勒電容的頻率補(bǔ)償。將米勒電容Cc接在第1級(jí)共柵輸入端和和第2級(jí)輸出段之間這樣在反饋通路上存在一個(gè)共柵結(jié)構(gòu)，消除了頻率補(bǔ)償原本因前饋同路而帶來(lái)的零點(diǎn)。
電路采用PTAT基準(zhǔn)電流源，電路如圖5所示。整個(gè)電路通過(guò)手工計(jì)算推導(dǎo)，然后采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，微調(diào)電路參數(shù)。最終所得到的OTA放大器在負(fù)載為5 pF的開(kāi)環(huán)增益為81．3 dB，無(wú)偏置情況下的功耗僅為607μW。輸出電壓范圍為0．2～1．6 V，基本實(shí)現(xiàn)全擺幅的輸出。輸出電壓為SR>5V／μs。
評(píng)論