教学大纲: 1. 模拟构建模块 1.1 简单电流镜;由于厄利效应和非理想性引起的问题;威尔逊和维德拉镜;使用镜子作为有源负载。 1.2 差分放大器 (DA) 级;使用半电路模型、共模和差模增益进行分析;共模抑制比 (CMRR)。 1.3 输出级;A 类、B 类和 AB 类输出级;效率;谐波失真。 2. 运算放大器设计 2.1 典型的运算放大器电路:输入差分级、CE 增益级和输出级;内部电路设计的细节:有源负载、电平转换、电流源。 2.2 非理想性:直流失调、输入偏置电流(导致失调);有限输入阻抗等。 2.3 斜率限制;增益带宽积;稳定性设计;单位增益反馈的概念;相位裕度;低频极点的设计以及使用米勒效应进行内部补偿。 3 反馈电路和振荡器 3.1 一般反馈配置;基本放大器增益、环路增益和闭环(总)增益。 3.2 反馈对增益、频率响应、失真、输入和输出阻抗的影响。 3.3 反馈电路配置:并联-串联、并联-并联、串联-并联和串联-串联反馈;稳定性分析;相位裕度
摘要:如今,放大器是一种功率增益更大的器件。它是现代电子器件的基础,广泛应用于几乎所有电子设备。共源共栅放大器是各种有用电路的关键元件。它具有带宽增加、转换速率高、增益高、输入阻抗适中和输出阻抗较高的优点。循环折叠共源共栅放大器 (RFCA) 的参数比传统折叠放大器 [1] 有所改进。这是通过使用信号路径中空闲设备的先前电路来实现的,从而提高了跨导、增益和转换速率 [1]。共源共栅级由共栅极和共源极端子组成。互补折叠共源共栅放大器 (CFCA) 是镜像配置电路,可节省功率并具有更高的稳定点。转换速率允许最大频率高于范围,从而消除任何潜在错误和不需要的信号。转换速率高于 6.3V/µs 的电路似乎最常用。单位增益带宽可用来放大信号,更宽的带宽可以消除较小的信号。关键词:循环折叠共源共栅 (RFC)、互补折叠共源共栅 (CFC)、折叠共源共栅放大器 (FCA)。
项目描述:压电MEMS麦克风具有消除对真空包装,低功耗和制造简单性的需求。这些优势已导致对压电技术的进一步研究。无论传感技术如何,MEMS麦克风都有一些基本参数,例如灵敏度,信噪比(SNR),带宽,输出阻抗等。这些参数共同确定麦克风的性能[2]。压电mems麦克风的性能受到压电材料的很大影响。中,氧化锌(ZnO),锆钛酸铅(PZT)和硝酸铝(ALN)是最常见的压电材料,每个材料都有其自身的特征[3]。与其他两种材料的制造难度相比,Aln由于与CMOS技术的兼容性而引起了很多关注。尽管ALN的压电系数不是这三种材料中最高的,但有一些方法可以改善其压电系数。最近,研究人员发现,将sc(SC)掺入ALN可以有效地改善其压电性能。然后,可以根据掺杂的硝化铝板进一步改善压电mems麦克风的性能指数。[1] Y. Seo,D。Corona和N. A.Hall,“关于压电麦克风的理论最大可实现的信噪比(SNR),”传感器和执行器A,2017年。[2] VM1000低噪声底部端口麦克风数据表,Vesper Technologies Inc,2017年。[3] Y.-C。 Chen,S.-C。[3] Y.-C。 Chen,S.-C。lo,S。Wang,Y.-J。Wang,M。Wu和W. Fang,“在PZT/SI Unimorph Cantilever设计上,用于增强压电MEMS麦克风的信噪比,”,《微机械和微工程学杂志》,第1卷。31,105003(16pp),2021。
1. M.龙格; J·埃德勒; T.凯撒; K.米塞尔维茨; F. Gerfers,“一种 18 MS/s 76 dB SNDR 连续时间 Δ Σ 调制器,结合输入电压跟踪 GmC 环路滤波器”,期刊 Solid-State- Circuits (JSSC),2023 年 - https://doi.org/10.1109/JSSC.2023.3244718 2. N. Lotfi、P.Scholz、F. Gerfers,“在 22 nm FD-SOI 中以 18.5 GS/s 运行的最快 CMOS 单通道 5 位闪存 ADC”,2023 年第 18 届欧洲微波集成电路会议 (EuMIC),2023 年 - https://doi.org/10.23919/EuMIC58042.2023.10289098 3. H. Ordouei、C. Alija、P. Kurth、F. Gerfers ,“一种数字预失真技术,可消除电流控制 DAC 中的代码和电压相关输出阻抗误差” IEEE 国际电路与系统研讨会 (ISCAS),2023 年,WiCAS 最佳论文奖 - https://doi.org/10.1109/ISCAS46773.2023.10181739 4. N. Lotfi、P.Scholz、F. Gerfers ,“一种 44 GHz-BW 18.5 GS/s 采样前端,可耐受 22 nm FDSOI 中的电源和共模变化”,2022 年第 17 届欧洲微波集成电路会议 (EuMIC),2022 年 https://doi.org/10.23919/EuMIC54520.2022.9923467 5. M. Runge、D. Schmock、T. Kaiser、F. Gerfers,“通过 22 FDSOI CMOS 中的数字静态和 ISI 校准实现的 0.9V 45MS/s CT ΔΣ 调制器,具有 94dB SFDR 和 25.6fJ/conv。”,IEEE 定制集成电路会议 (CICC),2021 年 - https://doi.org/10.1109/CICC51472.2021.9431576 光学/光子学
课程编号和名称 ECE 372 - 电子电路 II 学分、学时 3 学分,3 学时 讲师或协调员姓名 Mohammed Feknous 教学材料 RC Jaeger – TN Blalock,微电子电路设计,ISBN 978-0-07-338045-2(正文) 参考书:Sergio Franco,使用运算放大器和模拟集成电路进行设计,ISBN 0-07- 232084-2 具体课程信息 课程内容简要说明(目录说明) FET 和 BJT 小信号放大器的原理:六种不同单级配置的 Q 点设计、输入和输出阻抗、增益和信号范围限制。 模拟集成电路的设计,包括电流源、差分放大器、噪声源、有源负载和 CMOS 电路。 晶体管高频模型、米勒效应和多级放大器的频率响应。 多级放大器的反馈和二端口网络理论。先决条件:ECE 232、ECE 271 共同要求:无 课程的教育目标(例如,学生将能够解释某一特定主题的当前研究的意义。) 学生将能够 1. 分析并获得涉及 BJT 和 MOSFET 的最流行的单级配置的相关特性 2. 学习设计这些单级放大器,选择适合更复杂电路规格的适当配置。 3. 评估电容器(低频下的耦合和旁路电容器,以及影响高频响应的内部电容)对这些放大器频率响应的影响。 4. 分析和设计差分对,并了解这种配置不仅在简单放大器的情况下的重要性,而且作为运算放大器设计中的基本模块的重要性。 5. 确定多级放大器、电流源、有源负载和构成运算放大器主干的模块的特性。 6. 理解和评估反馈对放大器特性的影响。 7. 研究和设计基于比较器的电路,包括施密特触发器、正弦波发生器和计时器。8. 对设计进行逆向工程,根据不同的规格重新配置,并向同行展示。
在现代通信标准中,功率放大器(PA)必须在越来越大的动态范围和带宽上实现高效率,同时保持严格的线性要求。效率提高可以通过负载调制体系结构(例如Doherty功率放大器)来实现。但是,基于此概念的放大器通常与线性降解有关。在4G网络中,数字预性用于减轻负载调节的放大器的非线性。但是,5G NR系统的更大带宽和复杂性限制了DPD的适用性。本论文旨在解决高效率功率扩增器的固有线性,以便无需有限的预期,可以充分地进行效率。它专注于负载模块的平衡放大器(LMBA)。LMBA是最近的建筑,作为经典Doherty PA的替代品。这里提出了对LMBA的新数学分析,重点是负载调制轨迹。这种基于阻抗的分析导致开发了一种新方法,用于从主晶体管的载荷测量值中设计线性/有效的功率放大器。将此方法应用于10W gan Hemt,我们表明,在单端配置中具有相似性能的三个不同的放大器在LMBA档案中使用时的性能非常不同。根据我们的理论,LMBA的幅度(AM-AM)和相(AM-PM)畸变取决于负载轨迹。然后,在GAAS技术中使用相同的方法在1W频段1W MMIC放大器上应用。选择它以使相失真最小化,然后可以选择第二个谐波终止以最大化效率。j级第二谐波终止被确定为最佳情况,导致-40.5dBC ACLR(相邻的通道泄漏比),当用10 MHz刺激10 MHz时,在2.4GHz的耗尽效率为40.5%,为8.6db Papr(峰值平均电力比)LTE信号。但是,在这些频率下,第二个谐波终止对功率放大器的效率的影响很小。缺乏这种额外的自由度,不能为缓解AM-PM选择载荷轨迹,并且效率/线性权衡会降低。最后,提出了阻抗不匹配在功率放大器中的起源和影响。研究了输出阻抗不匹配下负载调制平衡放大器的性能。我们观察到,如果未在输出处显示最佳阻抗,则会取消LMBA的效率提高。然后提出了一种新型的双重平衡LMBA,以实现高效率功率放大器中的不匹配弹性。