Основные проблемы проектирования низковольтных КМОП операционных усилителей. Описание способов реализации входных и выходных каскадов низковольтных ОУ для технологии 0.13 мкм при напряжении питания 1 В. Рассмотрение способов частотной компенсации ОУ.
Институт проблем проектирования в микроэлектронике РАН Проектирование КМОП ОУ с напряжением питания 1 В Рассмотрены основные проблемы проектирования низковольтных КМОП операционных усилителей (ОУ): малый запас по напряжению для усиления сигнала, увеличение диапазона входного и выходного синфазного сигнала и обеспечение устойчивости при включении с обратной связью.Например, требование быстродействия предполагает использование не более двух каскадов, а требование выходного диапазона напряжения rail-to-rail (от шины земли до шины питания) предполагает, что выходные МОП транзисторы должны работать по схеме с общим истоком. Отличительной особенностью данного усилителя является каскодная схема входного каскада, имеющая высокий коэффициент усиления (~ 60 ДБ), а также расширенный до уровней положительного и отрицательного питания диапазон входного синфазного сигнала и выходного сигнала за счет использования двух входных дифференциальных пар разных типов проводимости и комплементарного выходного каскада с низким выходным сопротивлением. В рассматриваемом ОУ входной сигнал усиливается входным дифференциальным каскадом и преобразуется в униполярный, после чего с выхода первого каскада поступает на выходной каскад, и далее обычно передается на нагрузку. Рассмотренный ОУ имеет удовлетворительные характеристики при работе с напряжениями питания более 2 В, но при его уменьшении до ~(2VT 3VDS(sat)) входной каскад перестает работать должным образом, и возникают трудности с обеспечением высокого коэффициента усиления. Транзистор, включенный по схеме с общим истоком, преобразует входное напряжение в ток, а транзистор, включенный по схеме с общим затвором при высокоомной нагрузке, преобразует входной ток в выходное напряжение.Рассмотрены основные проблемы проектирования низковольтных ОУ, а также исследованы способы реализации их входных и выходных каскадов. Исследованы способы частотной коррекции, обеспечивающие устойчивость ОУ при включении с обратной связью.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
