1 电子与仪器工程系,1 Shri GS 理工学院,印度中央邦印多尔 摘要:本文介绍了采用 CMOS 180nm 技术设计的前端光接收器。完成原理图后,通过 Cadence Virtuoso 工具进行仿真。在本设计中,作者使用的电源为 1.8V,频率范围在 1Hz 至 10GHz 之间,获得了各种参数的结果,例如 20μA 偏置电流、宽高比 W/L、输入共模电压范围在 800mv 和 1.72volts 之间。测量了开环增益等各种参数之间的权衡,并测量了开环增益、相位裕度等参数之间的权衡。获得的总增益为 98 dB。本文报告了模拟结果。索引词:模拟电路、两级运算放大器、宽高比、180nm、光接收器、CADENCE。
当频率与温度的要求过于严格而无法通过基本 XO(晶体振荡器)或 TCXO(温度补偿晶体振荡器)满足时,可使用 OCXO(恒温晶体振荡器)。使用 OCXO,当振荡器外部温度发生变化时,晶体和关键电路的温度会保持恒定。使用恒温器控制振荡器内部的温度可保持此恒定温度。在 OCXO 中,环境温度的变化会被感应到,然后反馈到恒温器控制器,该控制器会持续保持振荡器外壳内部的最佳温度。OCXO 可以将晶体的固有稳定性提高 5000 倍以上。恒温器控制系统并不完善,开环增益不是无限的,恒温器(振荡器)内部存在内部温度梯度,并且在传统恒温器中,恒温器外壳外部的电路会受到环境温度变化的影响,从而“拉动”频率。
根据旋转变压器的特性,驱动运放需要有以下特性: • 旋转变压器的励磁原边线圈通常是有很低的DCR ( 直流电阻),通常小于100Ω,因此需要有较强的电流 输出能力才可以驱动线圈,最高至200mA。 • 为了保证的精度以及线性度,在旋转变压器的应用中需要具备较高的SR(压摆率Slew Rate)。 • 旋转变压器的常见激励方式为差分推挽输出,对放大器要求较宽的带宽以及较高的开环增益,以确保信 号不失真。 • 汽车应用EMI 环境复杂,为了保证励磁功率放大电路不被干扰,放大电路需要具备一定的EMI 抑制能力。 • 作为高功率驱动级,需要具备限流和过温关断功能,保证系统的可靠性和鲁棒性。 • 传统的解决方案是利用通用运放和分立三极管搭建高输出电流,电路复杂可靠性低,且并且难以集成热 关断和限流保护等功能。NSOPA240X 运算放大器具有高电流输出能力,最大可支持400mA 的持续电流 输出。并集成了过温关断,限流保护等安全功能,满足各类旋转变压器驱动的需求。
在本研究中,主要目标是设计单通道运算放大器 IS-OU1 的宏模型,其主要特点如下: 15 V 电源电压、失调电压 7 mV、低电源电流 ~1.3 mA、斜率 ~0.4 V/ s、开环增益 ~100-110 dB、增益带宽积 ~0.7-1 MHz、输出电压摆幅 14 V。为了使用 SPICE 对运算放大器进行建模,选择了基于 npn 型双极晶体管的非线性运算放大器模型 [3, 5]。运算放大器的等效电路如图 1 所示。然后,计算电路中运算放大器元件的参数,使其与运算放大器特性相适应,并将其写成子电路,如图 2 所示。宏模型可以用作 Micro-Cap 12 模型编辑器中的 .SUBCKT 命令的子电路,作为 SPICE 电路程序 [6, 7],这使我们能够获得 IS-OU1 运算放大器的 SPICE 宏模型。之后,为了测试运算放大器,将获得的宏模型作为 IS-OU1.lib 库文件添加到 Micro-Cap 12 程序库中。
本文提出了一种用于生物医学应用的 45 nm 和 90 nm 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的电流镜运算跨导放大器 (OTA) 的设计和性能分析。两种 OTA 均使用 Synopsys 工具进行设计和仿真,并对仿真结果进行了深入分析。OTA 设计用于生物电位信号检测系统,其中输入信号根据规格进行放大和滤波。从两种 OTA 的比较分析来看,45 nm OTA 可产生 45 dB 的开环增益,共模抑制比 (CMRR) 为 93.2 dB。45 nm OTA 在 1 Hz 时仅产生 1.113 µV√Hz 的输入参考噪声。45 nm OTA 还仅消耗 28.21 nW 的功率,来自 ± 0.5 V 电源。 45 nm OTA 所展现出的低功耗特性使其适合用于生物医学应用,例如生物电势信号检测系统,可用于放大和滤波心电图 (ECG) 信号。
摘要 - 本文介绍了运算跨导放大器 (OTA) 的设计概念。该 OTA 的设计和仿真采用 0.18μm CMOS 工艺。该 OTA 的偏置电压为 1.8,电源电压为 1.8 V。该 OTA 的设计和仿真是使用 CADENCE Spectere 环境和 UMC 0.18μm 技术文件完成的。该 OTA 的仿真结果表明,开环增益约为 71 dB,GBW 为 37 KHz。该 OTA 的 CMRR 为 90 dB,PSRR 为 85 dB。该 OTA 的功耗为 10 mW,斜率为 2.344 V/µsec。关键词 - OTA、Cadence、CMRR、PSRR、功耗、CMOS IC 设计。1. 简介由于 VLSI 技术的最新发展,晶体管的尺寸减小,电源也减小了。 OTA 是大多数具有线性输入输出特性的模拟电路的基本构建块。OTA 广泛应用于神经网络、仪表放大器、ADC 和滤波器电路等模拟电路中。运算跨导放大器 (OTA) 与传统运算放大器基本相似,两者都具有差分输入。OTA 与传统运算放大器之间的基本区别在于,OTA 的输出为电流形式,而传统运算放大器的输出为电压形式。
抽象的操作跨传输放大器(OTA)是模拟电路和系统中最关键的块。随着灾难性短通道效应的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管在深纳米系统下的晶体管,微电学科学家的侧重于设计基于非西硅材料的超细胞性奥塔斯。在过去的几年中,具有惊人的电气和物理性能的全面碳纳米管局部效应晶体管(GAA-CNTFET)吸引了纳米电子研究人员的广泛关注,这是代表高性能纳米级OTA的潜在平台。在这方面,这项工作旨在根据10 nm GAA-CNTFET技术节点提出一个超米型超宽带OTA。在超级尺寸的GAA-CNTFET晶体管的弹道传输操作中,提出的OTA受益,该尺寸可提供优质带宽(2.88 GHz)以及合适的功率消耗(44.8 L W)。所提出的OTA显示在1 V电源电压下的64.5 dB开环增益和59 dB的共同模式排斥比。此外,由于使用间接反馈补偿方法的利用,拟议的基于GAA-CNTFET的OTA呈现了适当的相位边缘(61),并带有较小的补偿器电容器。提到的性能指标仅占据0.198 L m 2的物理区域,提出的GAA-CNTFET OTA有可能被视为基于纳米级CMOS的OTA的替代方法。
a. 具体教学成果 成功完成本课程后,学生将: 1.解决涉及理想运算放大器概念的问题并分析包含理想运算放大器的电路 2.解决涉及有限开环增益对电路性能的影响的问题 3.解决涉及理想二极管概念和结型二极管终端特性的问题。 4.分析和合成由电阻器、独立电流和电压源以及理想二极管组成的分段线性电路 5.执行二极管电路的分析。推导并理解小信号二极管模型及其应用 6.应用反向击穿区和齐纳二极管中的操作 7.分析和设计整流器、峰值检测器等。 8.讨论增强型 MOSFET 的结构和物理操作 9.分析直流 MOSFET 电路。偏置 MOSFET 以进行分立电路和 IC 设计 10. 推导并理解小信号模型及其参数 11. 根据 BJT 的操作解决问题 12. 绘制 BJT 的相关电压-电流特性 13. 执行晶体管电路的直流分析 14. 推导并理解混合模型及其参数 15. 偏置 BJT 以进行分立电路和 IC 设计 16. 能够应用概率和统计知识来解决电气工程问题。b. 明确指出标准 3 中列出的哪些学生成果或任何其他成果由课程解决。在本课程中,学生必须展示 (a) 应用数学、科学和工程知识的能力 (X) (b) 设计和进行实验(模拟)以及分析、解释数据的能力 (N/A)