一种低功耗大摆率ClassAB+OTA电路设计.pdf

第４２卷第１期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．１ 　 ２０１２年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊａｎ．２０１２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１２．０１．００６ 一种低功耗大摆率ＣｌａｓｓＡＢＯＴＡ电路设计 １ １ １ ２ 吴　金　龙　寅　马　科　常昌远 １ （东南大学无锡分校，无锡２１４１３５） ２ （东南大学集成电路学院，南京２１００９６） 摘要：为提高低功耗条件下运放电路的工作速度，基于ＣｌａｓｓＡＢ复合型差分对、非线性电流镜 传输、交叉耦合对管正反馈３种结构的有机组合，提出了一种高速运算跨导放大电路（ＯＴＡ）的 结构设计方案．该方案在低功耗条件下，电路具有优异的摆率倍增性能，同时电路小信号带宽与 低频增益得到一定程度的改善．电路采用ＣＳＭＣ０５ ｍＣＭＯＳ工艺进行设计并完成ＭＰＷ 流 μ 片．在５Ｖ电源电压下测试得到的电路静态功耗仅为１１２ Ａ，最大上升沿与下降沿摆率分别为 μ １０和２Ｖ／ｓ，低频增益６０ｄＢ以上，单位增益带宽达到３ＭＨｚ．结果表明，新型ＣｌａｓｓＡＢＯＴＡ电 μ 路比同类参考ＯＴＡ电路具有更高的大信号瞬态响应品质因子． 关键词：运算跨导放大器；ＣｌａｓｓＡＢ模式；非线性电流镜；正反馈交叉耦合对管 中图分类号：ＴＮ４０２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１２）０１００２９０６ ＤｅｓｉｇｎｏｆａＣｌａｓｓＡＢＯＴＡｗｉｔｈｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｓｌｅｗｒａｔｅ １ １ １ ２ ＷｕＪｉｎ　ＬｏｎｇＹｉｎ　ＭａＫｅ　ＣｈａｎｇＣｈａｎｇｙｕａｎ １ （ＷｕｘｉＢｒａｎｃｈ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１３５，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｐｒｏｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ（ＯＴＡ）ｉｎｌｏｗ ｐｏｗｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｅｓｉｇｎｏｆＯＴＡｗｉｔｈｈｉｇｈｓｐｅｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆ ＣｌａｓｓＡＢｍｏｄｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐａｉｒ，ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｕｒｒｅｎｔｍｉｒｒｏｒｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｃｒｏｓｓｐａｉｒｗｉｔｈｐｏｓｉｔｉｖｅｆｅｅｄ ｂａｃｋ．Ｉｎｔｈｅｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｇｅｔｂｅｔｔｅｒｓｌｅｗｒａｔｅｂｏｏｓｔｉｎｇ，ｍｅａｎｔｉｍｅ，ｓｏｍｅｉｍ ｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｇａｉｎｂａｎｄｗｉｄｔｈ（ＧＢＷ）ａｎｄＤＣｖｏｌｔａｇｅｇａｉｎｕｎｄｅｒｔｈｅｓｍａｌｌｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃａｎ ａｌｓｏｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＴｈｅｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙＣＳＭＣ０５ ｍｐｒｏｃｅｓｓ．Ｕｎｄｅｒｔ