用于Sigma-Delta調(diào)制器的低電壓跨導(dǎo)運(yùn)算放大器
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時(shí)間：2010-08-03
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Sl、S2為兩相不重疊時(shí)鐘信號(hào)。Vout為運(yùn)放的輸出電壓信號(hào)。Vcm為運(yùn)放共模輸出電壓的期望值，此處為輸入信號(hào)。Vb4為共模反饋電路的調(diào)節(jié)電壓，此處連接運(yùn)放VM3、VM4的柵極，Vb4與Vout在運(yùn)放中構(gòu)成負(fù)反饋。Vbais為Vb4期望電壓值。在時(shí)鐘S1工作時(shí)，S2斷開(kāi)，C1兩端充電，電荷量為Q1=2C1(cm／Vbais)。同時(shí)電容C2兩端電荷總量為Q2=C2(Vout+ +Vout- -2Vb4)，時(shí)鐘S2工作時(shí)，C1與C2并聯(lián)，此時(shí)電路中電容的總電荷量為：
根據(jù)電荷守恒定律可得Q1+Q2=Q3，即：
若運(yùn)放實(shí)際輸出共模電壓大于理想值Vcm，則Vb4增大，Vout減?。蝗暨\(yùn)放實(shí)際輸出共模電壓小于理想值，則Vb4減小，Vout增大。共模反饋電路通過(guò)改變運(yùn)放的柵極電壓，利用負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)運(yùn)放共模輸出電壓的穩(wěn)定。根據(jù)式(6)可得：C1與C2分別為0．1 pF和0．4 pF。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/187866.htm
3 仿真結(jié)果與分析
基于SMIC 0．18μm PDK設(shè)計(jì)了全差分折疊式共源共柵跨導(dǎo)運(yùn)算放大器，并完成了版圖設(shè)計(jì)，如圖4所示。
通過(guò)Spectre對(duì)該運(yùn)放進(jìn)行仿真分析，在工作溫度為27℃，工作電壓為1．8V，負(fù)載電容為5 pF的條件下，得到的幅頻特性曲線如圖5所示。直流增益為72dB、單位增益帶寬為91．06 MHz，相位裕度為83．4°，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
表l對(duì)采用相同電路結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)，文獻(xiàn)和本設(shè)計(jì)進(jìn)行性能比較?？梢?jiàn)該設(shè)計(jì)具有良好的綜合性能。
4 結(jié)論
基于SIMC O．18μm CMOS混合信號(hào)工藝制程設(shè)計(jì)的用于Sigma-Delta調(diào)制器的全差分折疊式共源共柵跨導(dǎo)運(yùn)算放大器，通過(guò)對(duì)電路參數(shù)的優(yōu)化，無(wú)需增加電路的復(fù)雜度，在1．8 V的低壓供電環(huán)境下取得良好的綜合性能，完全滿(mǎn)足Sigma-Delta調(diào)制器實(shí)際應(yīng)用需要。
評(píng)論