肖莹慧(中南财经政法大学 武汉学院， 武汉 430000)

全差分结构低功耗CMOS运算放大器设计*

肖莹慧
(中南财经政法大学 武汉学院， 武汉 430000)

为了减小低电源电压以及短沟道效应对放大器的影响，获得低电压高增益的放大器，提出了一种基于65 nm CMOS工艺技术的全差分运算跨导放大器(OTA).采用基于增益增强技术的折叠共源共栅拓扑结构，使放大器具有轨到轨输入及大输出摆幅特性，同时兼备高速、高增益及低功耗优点.电路仿真结果表明，其直流增益为82 dB，增益带宽为477 MHz，相位裕度为59°.正常工艺角下稳定时间为10 ns，稳定精度为0.05%，而功耗仅为4.8 mW.

CMOS集成电路； 增益增强； 运算跨导放大器； 高速； 高增益； 低功耗； 折叠共源共栅结构； 高增益带宽

随着MOSFET沟道长度不断缩小，晶体管的速度变得越来越快，效率也越来越高.伴随着低电源电压和短沟道效应而来的，例如厄立电压，减小了晶体管的增益，但在深亚微米技术上实现了较高增益，使得宽输入和宽输出电压范围放大器用于高性能模拟电路成为一项极具挑战性的任务.在A/D转换器、开关电容滤波器和采样保持放大器等模拟电路中，速度与精度是放大器最为重要的两个参数[1-3].稳定速度主要取决于单位增益频率和单极稳定时间，而高稳定精度是由运算放大器的高直流增益决定的.然而，对放大器的速度和增益进行优化时经常导致自相矛盾的结果.放大器通常采用低偏置电流的长沟道器件来进行多级放大器设计以获取高直流增益，而使用高偏置电流的短沟道器件来进行单极放大器设计以获取高速度.文献[4]介绍了一种增益增强电路，其能够在不降低运算放大器增益带宽的情况下，提高放大器的直流增益；……