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一种线性增强的低功耗轨到轨运算放大器设计
1
作者 张子欧 李文昌 +6 位作者 鉴海防 阮为 刘剑 张天一 滕瑞 贾晨强 张益翔 《微电子学》 北大核心 2025年第4期507-513,共7页
针对运算放大器Class-AB输出级存在的信号失真问题,设计并实现了一种线性增强的低功耗轨到轨运算放大器。基于对短沟道引起的非理想高阶效应的机理分析,提出了一种线性增强浮动电流源结构,在利用跨导线性环控制功耗的同时,有效降低了电... 针对运算放大器Class-AB输出级存在的信号失真问题,设计并实现了一种线性增强的低功耗轨到轨运算放大器。基于对短沟道引起的非理想高阶效应的机理分析,提出了一种线性增强浮动电流源结构,在利用跨导线性环控制功耗的同时,有效降低了电路增益非线性度,减少了信号处理过程中的失真问题。电路采用0.18μm CMOS工艺流片,测试结果表明,芯片实现了轨到轨输入输出范围,增益非线性度为5.5×10^(-6),静态电流为39μA,开环增益为119.5 dB。 展开更多
关键词 轨到轨运算放大器 增益非线性度 低功耗 短沟道效应
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一种高精度隔离运算放大器
2
作者 陈玉 郑钰 孔祥伟 《半导体技术》 北大核心 2025年第8期828-832,共5页
隔离运算放大器是一种测量放大电路,采用振荡器、脉冲变压器、运算放大器、调制解调电路及有源低通滤波器设计了一款磁隔离运算放大器。输入端选用高性能运算放大器SGM8249,通过配置外部电阻使输入电压为-500~500 mV时,输出可调电压为-1... 隔离运算放大器是一种测量放大电路,采用振荡器、脉冲变压器、运算放大器、调制解调电路及有源低通滤波器设计了一款磁隔离运算放大器。输入端选用高性能运算放大器SGM8249,通过配置外部电阻使输入电压为-500~500 mV时,输出可调电压为-10~10 V。此外,还设计了输出电压为±15 V、输出电流为±15 mA的隔离直流电源。该放大器共模电压均方根值为3500 V,共模抑制比大于120 dB,非线性度不大于0.05%。该隔离运算放大器具有体积小、精度高、实用性强的优点。 展开更多
关键词 振荡器 脉冲变压器 放大器 调制解调 有源低通滤波器
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一种基于数字修调的高精度运算放大器
3
作者 张益翔 李文昌 +4 位作者 阮为 贾晨强 张子欧 张天一 刘剑 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期595-602,共8页
设计并实现了一款基于数字修调技术的高精度运算放大器,其整体电路包括偏置电路、放大器电路、数字修调电路及静电放电(ESD)保护电路。放大器的输入差分对管工作在亚阈值区,偏置电流设计为正温度系数(PTAT)电流,使得放大器输入级具有恒... 设计并实现了一款基于数字修调技术的高精度运算放大器,其整体电路包括偏置电路、放大器电路、数字修调电路及静电放电(ESD)保护电路。放大器的输入差分对管工作在亚阈值区,偏置电流设计为正温度系数(PTAT)电流,使得放大器输入级具有恒跨导。提出了一种失调电压修调结构,通过共模检测模块判断产生失调的差分对管,并由熔丝阵列控制数模转换模块产生对应的补偿电流,实现对差分对管电流的精确补偿,并有效减小失调电压。通过设计修调结构产生的失调补偿电流的温度系数,能够使失调电压具有更低的温漂。电路采用0.18μm CMOS工艺设计及流片,实测结果显示当电源电压为5 V时,修调后的输入失调电压均值为-1.8μV,失调电压最大为36μV,-55~125℃范围内的失调电压温漂最大为0.35μV/℃。 展开更多
关键词 运算放大器 高精度 数字修调技术 温度补偿 CMOS工艺
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一种高精度低噪声集成运算放大器
4
作者 潘婷 付玉 +1 位作者 马奎 杨发顺 《半导体技术》 北大核心 2025年第10期1020-1032,共13页
采用国内40 V双极型工艺设计了一种高精度、低噪声运算放大器。电路采用三级运算放大器结构,偏置电路采用正温度系数(PTAT)电流源,使输入级的跨导恒定;输入级采用双对管结构,在增大输入阻抗的同时降低了噪声,采用基极电流补偿电路来减... 采用国内40 V双极型工艺设计了一种高精度、低噪声运算放大器。电路采用三级运算放大器结构,偏置电路采用正温度系数(PTAT)电流源,使输入级的跨导恒定;输入级采用双对管结构,在增大输入阻抗的同时降低了噪声,采用基极电流补偿电路来减小运算放大器的输入偏置电流;增益级选用结型场效应晶体管(JFET)放大电路,减小了输入级的负载效应,提高了电路精度。此外,在电路中加入了大量的修调电阻,对电路的失调电压、输入偏置电流和各级尾电流进行修调。选取修调后的3000颗芯片进行测试,结果表明:输入失调电压均值为34.01μV,输入失调电流均值为0.982 nA,输入偏置电流均值为0.681 nA,开环电压增益均值为130.817 dB,共模抑制比均值为154.239 dB,电源电流均值为0.723 mA。 展开更多
关键词 高精度 低噪声 偏置电路 失调电压 双极型工艺
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基于ATE的运放失调电压测试技术研究 被引量：2
5
作者 刘继光 顾玉娣 +1 位作者 王征宇 王建超 《中国集成电路》 2024年第9期67-70,共4页
输入失调电压是运算放大器电路最关键的参数之一,随着集成电路的发展,高精度运放成为趋势,输入失调电压越来越小,目前绝大部分满足是通过晶圆测试时对其进行激光修调以达到使用要求,因此对芯片测试提出了更高的要求。典型的运放输入失... 输入失调电压是运算放大器电路最关键的参数之一,随着集成电路的发展,高精度运放成为趋势,输入失调电压越来越小,目前绝大部分满足是通过晶圆测试时对其进行激光修调以达到使用要求,因此对芯片测试提出了更高的要求。典型的运放输入失调电压测试采用“被测器件-辅助运放”测试[1],该方法的必要条件是被测运放的正、负输入端及输出端接入辅助环路才能测试;随着集成电路的发展,电流放大电路,其内部放大器的输出接入后级放大器电路,无管脚引出,典型的“被测器件-辅助运放”测试方法无法测试,本文设计了一套信号放大环路方案,基于T861型ATE搭建一套测试系统,解决了只有输入端引出的运放失调电压测试,测试精度可达到0.5uV。 展开更多
关键词 失调电压 高精度 激光修调 差分放大
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基于运算放大器的超导纳米线单光子探测器低温直流耦合读出电路 被引量：1
6
作者 陈志刚 张伟君 +7 位作者 张兴雨 王钰泽 熊佳敏 洪逸裕 原蒲升 吴玲 王镇 尤立星 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期367-377,共11页
超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个... 超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个宽带宽的低温直流耦合读出电路.本文报道了基于商用高速运算放大芯片OPA855搭建的SNSPD低温直流耦合放大读出电路,系统表征了该电路从室温300 K到低温4.2 K下的性能参数.通过提升OPA855的工作电压,解决了电路在低温下带宽损失的问题.进一步,将OPA855放大电路安装在40 K温区,使用其实现了SNSPD探测性能的实验评估.相对于常规室温交流耦合电路,SNSPD的最大计数率约提升了1.3倍.本研究可为OPA855芯片在高速SNSPD等低温领域提供相关参考信息. 展开更多
关键词 运算放大器 低温读出电路 直流耦合 超导纳米线单光子探测器
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一种高性能CMOS二级运算放大器的设计 被引量：2
7
作者 邓鸿添 蔡佳奎 +1 位作者 徐铫峰 金豫浙 《中国集成电路》 2024年第7期50-56,共7页
基于0.18μm标准CMOS工艺设计了一款高性能的二级运算放大器,输入级采用pmos差分对输入的折叠式共源共栅结构,输出级采用共源级结构,两者级联实现双端输入单端输出;整个电路由带隙基准源提供稳定的偏置。在1.8V工作电压和0.9V共模电压... 基于0.18μm标准CMOS工艺设计了一款高性能的二级运算放大器,输入级采用pmos差分对输入的折叠式共源共栅结构,输出级采用共源级结构,两者级联实现双端输入单端输出;整个电路由带隙基准源提供稳定的偏置。在1.8V工作电压和0.9V共模电压下进行仿真,该运放静态功耗为1.37mW,开环直流增益为117.36dB,相位裕度为77.73°,单位增益带宽100.4MHz(负载电容2pF),压摆率为51.24V/μs,共模抑制比为109.41dB,负电源抑制比为123.58dB,版图面积为180μm×253.5μm。仿真结果表明本文设计的电路结构稳定,性能优越。 展开更多
关键词 折叠式共源共栅 带隙基准 高增益 运算放大器
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一种超低失调集成运算放大器的设计与实现 被引量：6
8
作者 刘传兴 何贵昆 +1 位作者 马奎 杨发顺 《半导体技术》 北大核心 2024年第2期143-150,共8页
基于双极型工艺设计了一种超低失调集成运算放大器。通过在差分输入级的有源负载处设计电阻修调网络来调整失调电压,并针对基极电流补偿不可控的问题设计了可修调的基极电流补偿结构来降低偏置电流,利用激光修调技术减小基极补偿结构引... 基于双极型工艺设计了一种超低失调集成运算放大器。通过在差分输入级的有源负载处设计电阻修调网络来调整失调电压,并针对基极电流补偿不可控的问题设计了可修调的基极电流补偿结构来降低偏置电流,利用激光修调技术减小基极补偿结构引入的随机失调,有效改善了输入级失调。增益级采用结型场效应晶体管(JFET)差分对管以获得高增益,输出级采用全npn晶体管的乙类输出结构可满足大功率输出需求。芯片实测数据表明:在全温度范围内,失调电压最大为-25.3μV,失调电压温漂为0.025μV/℃,输入偏置电流为-3.535 nA,输入失调电流为-0.825 nA。实现了超低的失调电压、电流和温漂。 展开更多
关键词 低失调 低温漂 基极电流补偿 激光修调 双极型工艺
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一种低功耗低失调的集成运算放大器 被引量：4
9
作者 付玉 杜承钢 +2 位作者 闵睿 杨发顺 马奎 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第9期851-857,共7页
针对高精度、低功耗运放的需求,利用40V双极型工艺设计了一款电源电压为3~30V的低功耗、低失调集成运算放大器。该运放为单片四通道结构,利用一个不完全对称的二级运放,以减小电路的功耗,同时使得输入级失调得到有效改善。并且在输入级... 针对高精度、低功耗运放的需求,利用40V双极型工艺设计了一款电源电压为3~30V的低功耗、低失调集成运算放大器。该运放为单片四通道结构,利用一个不完全对称的二级运放,以减小电路的功耗,同时使得输入级失调得到有效改善。并且在输入级加入了一对射极跟随器,增大电路的输入阻抗,使得输入基极电流有效减小。芯片的测试结果表明,在-55~125℃的范围内,平均开环增益可以达到105.998dB,平均失调电压为159.27μV,平均输入偏置电流为-5.787nA,平均输入失调电流为-0.287nA,单个运放的平均电源电流为189.679μA。 展开更多
关键词 双极型工艺 低功耗 低失调 二级运放 射极跟随器 输入阻抗
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一种低压低噪声运算放大器的设计 被引量：1
10
作者 王少钦 阮昊 《集成电路应用》 2024年第3期16-17,共2页
阐述基于0.18μm COMS标准工艺设计一种新型低压低噪声运算该放大器电路。相比传统运算,该放大器采用双端输入、双端输出,采用改进型反馈式AB类输出级,有效降低放大器噪声与功耗。
关键词 电路设计 运算该放大器 低电压 低噪声
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一种高性能CMOS运算放大器的设计 被引量：1
11
作者 郭国发 《中国集成电路》 2024年第11期46-49,91,共5页
为适应当前芯片趋于高速电路的发展趋势。本文设计了一款具有高宽带、高增益性能的运算放大器电路。它采用了深亚微米CMOS的28nm工艺和IO端口1.8 V电源电压来实现。该电路主要利用了增益自举增强技术结合共源共栅结构来提升放大器的增... 为适应当前芯片趋于高速电路的发展趋势。本文设计了一款具有高宽带、高增益性能的运算放大器电路。它采用了深亚微米CMOS的28nm工艺和IO端口1.8 V电源电压来实现。该电路主要利用了增益自举增强技术结合共源共栅结构来提升放大器的增益。在Cadence环境下完成电路设计和Spectre仿真验证,仿真结果表明:电路的直流增益达到96 dB以上,单位增益带宽为251 MHz,电源电压抑制比为86.7 dB,压摆率为33 V/us(负载电容为1pF),功耗小于0.15 mW,实现了较低的电路功耗。这在高速电路的比较、滤波等应用具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 运算放大器 共源共栅 增益自举 单位增益带宽
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基于偏流补偿的低失调运算放大器的设计 被引量：1
12
作者 李洪品 杨发顺 马奎 《微电子学与计算机》 2024年第5期140-146,共7页
基于双极型工艺,设计了一种具有低输入失调电压、低输入偏置电流的运算放大器。电路结构包含偏置电路、差分输入级电路、中间级电路和输出级电路。差分输入级电路采用共射-共基耦合对,能够降低失调电压,并且采用基极电流补偿结构抵消输... 基于双极型工艺,设计了一种具有低输入失调电压、低输入偏置电流的运算放大器。电路结构包含偏置电路、差分输入级电路、中间级电路和输出级电路。差分输入级电路采用共射-共基耦合对,能够降低失调电压,并且采用基极电流补偿结构抵消输入偏置电流在外围电路上所产生的影响,提高电路精度。中间级为整个电路提供增益,并且将双端输入信号转换为单端输出信号。输出级电路为AB类输出级,具有低静态功耗,能够提高电路效率,增大电路带负载能力并为负载提供更多功率。电路采用齐纳修调技术,在封装后对芯片进行修调,避免封装后引入的二次失调。流片后测试结果表明:在±15 V电源电压条件下,输入失调电压≤10μV,输入偏置电流≤3 nA,输入失调电流≤1.5 nA,大信号电压增益≥110 dB。 展开更多
关键词 运算放大器 低输入失调电压 低输入偏置电流 基极电流补偿 齐纳修调
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基于斩波技术的CMOS运算放大器失调电压的消除设计 被引量：17
13
作者 吴孙桃 林凡 +1 位作者 郭东辉 李静 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第8期60-64,共5页
实现传感器系统的高分辨率,要求其内部运算放大器具有低失调电压和低噪声的性能,为此介绍了一种可减少运算放大器的失调电压和低频噪声的斩波技术,并基于该技术进行温度传感器中CMOS运算放大电路失调电压的消除设计,最后通过SPICE仿真... 实现传感器系统的高分辨率,要求其内部运算放大器具有低失调电压和低噪声的性能,为此介绍了一种可减少运算放大器的失调电压和低频噪声的斩波技术,并基于该技术进行温度传感器中CMOS运算放大电路失调电压的消除设计,最后通过SPICE仿真分析来权衡电路各参数的设定。 展开更多
关键词 斩波技术 CMOS 运算放大器 失调电压 消除设计 集成电路
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双极运算放大器的辐射效应和退火特性 被引量：10
14
作者 陆妩 任迪远 +4 位作者 郭旗 余学锋 范隆 张国强 严荣良 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期374-380,共7页
本文介绍了ＯＰ－０７双极运算放大器的６０Ｃｏγ射线、不同能量电子和质子的辐照试验以及６０Ｃｏγ和电子辐射损伤在室温和１００℃高温条件下的退火效应，揭示了双极运算放大器电参数对不同射线的辐照响应规律；研究了不同辐射源对... 本文介绍了ＯＰ－０７双极运算放大器的６０Ｃｏγ射线、不同能量电子和质子的辐照试验以及６０Ｃｏγ和电子辐射损伤在室温和１００℃高温条件下的退火效应，揭示了双极运算放大器电参数对不同射线的辐照响应规律；研究了不同辐射源对双极运算放大器的不同辐射损伤机理；并对质子辐照损伤程度与能量的依赖关系以及质子辐照损伤同６０Ｃｏγ和电子辐照损伤的差异进行了探讨．结果表明，界面态的产生是６０Ｃｏγ和电子辐照损伤的主要原因，而位移效应造成的体损伤在质子辐照效应中占有重要地位． 展开更多
关键词 运算放大器 双极型 辐射效应 退火
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运算放大器不同剂量率的辐射损伤效应 被引量：9
15
作者 陆妩 任迪远 +2 位作者 郭旗 余学峰 艾尔肯 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1464-1468,共5页
对几种不同类型(TTL,CMOS,JFET Bi,MOS Bi)的典型星用运算放大器在不同剂量率(100,10,1及0.01rad(Si)/s)辐照下的响应规律及随时间变化的退火特性进行了研究.结果显示不同类型运放电路的辐照响应有明显差异:双极运放电路辐照剂量率越小... 对几种不同类型(TTL,CMOS,JFET Bi,MOS Bi)的典型星用运算放大器在不同剂量率(100,10,1及0.01rad(Si)/s)辐照下的响应规律及随时间变化的退火特性进行了研究.结果显示不同类型运放电路的辐照响应有明显差异:双极运放电路辐照剂量率越小,其损伤越大;CMOS运放电路对不同剂量率的响应并非线性关系,但不同剂量率辐照损伤的差异,可以通过与低剂量率相同时间的室温退火得到消除,本质上仍然是与时间相关的效应;JFET输入运放不仅有低剂量率辐照损伤增强效应存在,且辐照后还有明显的“后损伤”现象;PMOS输入运放的结果则表明,各辐照剂量率间的损伤无明显区别. 展开更多
关键词 运算放大器 ^60Coγ辐照 退火 剂量率效应
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一种新型差动式压电加速度传感器 被引量：19
16
作者 刘俊 秦岚 +1 位作者 刘京诚 李敏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期903-909,共7页
设计了一种新型的差动式压电加速度传感器。介绍了传感器的结构和工作原理,推导了传感器的数学模型,并分析了传感器惯性质量块和压电元件的质量对其输出特性的影响。然后,分析了传感器处理电路的结构,推导了该电路的设计指标。实验结果... 设计了一种新型的差动式压电加速度传感器。介绍了传感器的结构和工作原理,推导了传感器的数学模型,并分析了传感器惯性质量块和压电元件的质量对其输出特性的影响。然后,分析了传感器处理电路的结构,推导了该电路的设计指标。实验结果表明,该传感器采用单个惯性质量块实现了对加速度信号的差动式测量,其结构简单、重量轻、易于加工制造、抗干扰能力强;线性度为0.1%,是普通加速度计的1/2;频率响应误差为1%;重复性为1.27%;测量灵敏度是普通加速度计的2倍,基本达到了设计的目的。 展开更多
关键词 压电传感器 加速度传感器 差动
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CMOS 运算放大器的总剂量辐射响应和时间退火特性 被引量：7
17
作者 陆妩 郭旗 +3 位作者 余学锋 张国强 任迪远 严荣良 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第12期753-756,共4页
对ＣＭＯＳ运算放大器ＬＦ７６５０进行了１ＭｅＶ电子的电离辐照实验，研究了ＬＦ７６５０的总剂量电离辐射响应特性和抗总剂量辐射水平，并通过研究其辐照后在室温和１００℃高温条件下电离辐照敏感参数随时间的变化关系，分析了在电... 对ＣＭＯＳ运算放大器ＬＦ７６５０进行了１ＭｅＶ电子的电离辐照实验，研究了ＬＦ７６５０的总剂量电离辐射响应特性和抗总剂量辐射水平，并通过研究其辐照后在室温和１００℃高温条件下电离辐照敏感参数随时间的变化关系，分析了在电离辐射环境下ＣＭＯＳ运算放大器的损伤机制及参数失效机理。 展开更多
关键词 CMOS 运算放大器 总剂量 辐射损伤 退火
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基于共模电平偏移电路新型CMOS低电压满幅度运放设计 被引量：9
18
作者 林越 徐栋麟 +1 位作者 任俊彦 许俊 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期529-534,共6页
针对电源电压为 1V甚至更低的应用环境 ,给出了一种基于共模电平偏移电路的新型 rail- to- rail运放结构 ,相对以往同类电路具有很好的对称性和较高的输入阻抗 ,并对之进行了详细的讨论 .在整个共模输入电压范围内 ,其单位增益带宽随共... 针对电源电压为 1V甚至更低的应用环境 ,给出了一种基于共模电平偏移电路的新型 rail- to- rail运放结构 ,相对以往同类电路具有很好的对称性和较高的输入阻抗 ,并对之进行了详细的讨论 .在整个共模输入电压范围内 ,其单位增益带宽随共模电压变化仅为 0 .0 5 % . 展开更多
关键词 CMOS RAIL-TO-RAIL 共模电平偏移电路 运算放大器 低电压
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几种典型运算放大器的应用技术 被引量：14
19
作者 郑宏军 黎昕 +1 位作者 杨少卿 王立新 《电子技术应用》 北大核心 1999年第8期56-58,共3页
对几种不同类型的运算放大器及其应用技术进行了讨论。给出的典型应用为电路设计者提供了有益的参考，具有一定的实用价值。
关键词 运算放大器 应用技术 类型 AD811 AD820
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CMOS运算放大器的电子和^(60)COγ辐照效应及退火特性 被引量：9
20
作者 陆妩 任迪远 +3 位作者 郭旗 余学锋 张国强 严荣良 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期323-328,共6页
研究了LF7650CMOS运算放大器电路在1MeV电子和~60Coγ两种不同辐射环境中的响应特性及变化规律，并通过对其电高辐照敏感参数，辐照后在室温和100℃高温条件下，随时间变化关系的分析，探讨了引起电参数失效的机理。结果表明，由于电离... 研究了LF7650CMOS运算放大器电路在1MeV电子和~60Coγ两种不同辐射环境中的响应特性及变化规律，并通过对其电高辐照敏感参数，辐照后在室温和100℃高温条件下，随时间变化关系的分析，探讨了引起电参数失效的机理。结果表明，由于电离辐射产生的界面态增加，引起的多数载流子迁移率的减小，导致MOSFET跨导的下降，是造成CMOS运算放大器电路失效的主要机制，也是引起1MeV电子辐照的损伤敏感度明显大于~60Coγ射线的原因所在。 展开更多
关键词 CMOS 运算放大器 电子辐照 退火
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