伴隨運(yùn)算放大器.pdf

1、伴隨運(yùn)算放大器研究摘要4m隨著芯片制造技術(shù)和電路設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電流模電路越發(fā)感興趣。在電壓集成運(yùn)算放大器己成為一個(gè)非常重要的結(jié)構(gòu)單元，但其應(yīng)用的局限性如帶寬窄，高頻性能差等特點(diǎn)己經(jīng)成為半導(dǎo)體器件發(fā)展的一個(gè)瓶頸。而電流模電路在解決上述問(wèn)題時(shí)則顯現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。V本文通過(guò)電流傳輸器CC1CC2入手，應(yīng)用了伴隨網(wǎng)絡(luò)的理論對(duì)伴隨運(yùn)放作了研究。提出了用跨阻放大器和跨導(dǎo)放大器構(gòu)成了CMOS伴隨運(yùn)放。該運(yùn)放的線性傳輸范圍小于140nA，

2、直流開(kāi)環(huán)電流增益大于79dB，反相輸出端零分貝帶寬30MHz，同相輸出端零分貝帶寬45MHz零分貝時(shí)相位裕度460。在負(fù)反饋應(yīng)用中，伴隨運(yùn)算放大器的輸入端電位幾乎為零(虛地特性)且所汲取的電流很小。本文同時(shí)提出了一種伴隨運(yùn)放的簡(jiǎn)單的宏模型，對(duì)該模型的輸入電阻，輸出電阻和增益在負(fù)反饋的情況下進(jìn)行了分析。其分析結(jié)果和我們的初始假設(shè)完全吻合。本文最后通過(guò)對(duì)由電壓模運(yùn)放所組成Butterworth低通濾波器運(yùn)用伴隨運(yùn)放來(lái)替代，組成了一個(gè)由伴隨運(yùn)

3、放所組成的Butterworth低通濾波器。通過(guò)用PSP工CE模擬，其幅頻特性和電壓模運(yùn)放所組成的該濾波器完全相同。關(guān)鍵詞:電流傳輸器，伴隨網(wǎng)絡(luò)，伴隨運(yùn)放，五階低通濾波器了J、“f俄’L2s!“e.伴隨運(yùn)算放大器研究前言在電子學(xué)發(fā)展的歷史上，以電壓為參數(shù)的電壓模電路一直占據(jù)統(tǒng)治地位，而從事電子技術(shù)的廣大科技人員也習(xí)慣用電壓模電路去處理各種模擬信號(hào)。例如，如今隨處可見(jiàn)的電壓模的集成運(yùn)算放大器，連電流放大器也是用電壓放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。相比之下

4、，以電流為參數(shù)的電流模電路見(jiàn)到的卻不多，其實(shí)，電子的流動(dòng)的直接結(jié)果是形成電流，而電流是在電阻上有壓降才形成電壓的。所以自然界中的電流量很常見(jiàn)，就構(gòu)成電子學(xué)基礎(chǔ)的真空電子管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管和雙極型晶體管也都是電流輸出器件。隨著VLSI技術(shù)的發(fā)展，電流模電路的研究在近幾年迅速興起，并取得驚人的進(jìn)展。與數(shù)字電路的門(mén)陣列GA(GateArray)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(FieldProgrammableGateArray)相對(duì)應(yīng)，以跨導(dǎo)運(yùn)算放

5、大器(OTA)為積木塊的模擬陣列AA(AnalogArray)和現(xiàn)場(chǎng)可編程模擬陣列FPAA(FieldProgrammableAnalogArray)的研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。OTAC連續(xù)時(shí)間濾波器在模擬集成濾波器中占有重要地位，開(kāi)關(guān)電流濾波器有望成為開(kāi)關(guān)電容濾波器的替代者，電流模AD和電流模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的研究成果令人興奮，，所有這些，都預(yù)示著電流模式模擬信號(hào)處理和電流模工C設(shè)計(jì)技術(shù)的熱潮己經(jīng)到來(lái)。其實(shí)，早在1989年，“電流模式信號(hào)處

6、理”專題就己經(jīng)列入了工EEE電路與系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議，成為模擬信號(hào)處理的重點(diǎn)研究方向之一。無(wú)庸置疑，在不久的將來(lái)，電流模電路必將改變目前電壓模電路統(tǒng)治模擬信號(hào)處理領(lǐng)域的局面，形成電流模與電壓模優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、共存共榮的新格局。電壓模電路研究己經(jīng)達(dá)到了比較成熟的階段，比如在現(xiàn)在的電子電路中，基于電壓模電路的集成運(yùn)算放大器已隨處可見(jiàn)。但隨著USI技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，電流模電路逐步引起了業(yè)內(nèi)人士的興趣。越來(lái)越多的專業(yè)人員已開(kāi)始了對(duì)電流模電路作更深入的研究，

7、且已取得了一定的進(jìn)展。電壓模電路處理的是電壓信號(hào)，顧名思義，電流模電路處理的是電流信號(hào)，與電壓模電路相比，具有如下的優(yōu)越性:良好的高頻性能一在電流放大器中，放大級(jí)的輸出接低阻抗節(jié)點(diǎn)，共射組態(tài)晶體管的電流增益p直到頻率等于.f:才下降到1。而共射組態(tài)的電壓放大器有密勒效應(yīng)，晶體管的基極于集電極之間的電容等效成基極于地之間的電容之后，其值等于原值的(I一A)倍，A。是集電極于基極間的電壓增益，所以等效密勒電容較大，影響了放大器寬帶能力。場(chǎng)效