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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳丁再
研究生(外文):Dingtzay Chen
論文名稱:1V輸入輸出可飽和操作之低功率CMOS運算放大器
論文名稱(外文):An 1V Rail-Rail Low-Power CMOS OP-Amp
指導教授:林泓均
指導教授(外文):Hongchin Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:運算放大器低功率
外文關鍵詞:op-amplow-power
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摘要
一個使用0.35μm製程技術,電源採用1V電壓的可飽和輸出(rail-rail)的CMOS 運算放大器(op-amp)在本文被提出,其中輸入級採用一被修正過的全對稱差動放大電路,差動放大級在共模輸入型態下的總電流趨近於定值,意味著輸入級的Gm也接近定值,同時這RGC增益級,被加入兩個新的觀念,包括V/I回授offset調整和V/I回授offset鎖住,以減少輸出抵補電壓(Voffset ),增加電路之穩定性。
此放大器輸入和輸出的最大動作範圍皆可達到電源的上下限,DC增益在RGC增益級採用 V/I回授offset調整電路時可達到100dB,採用V/I回授offset鎖住電路則可達到108dB。其他,如CMRR是84dB,單位增益頻寬在RGC增益級採用 V/I回授offset調整電路時是1.1MHz,採用V/I回授offset鎖住電路則可達到1.7MHz,功率消耗在偏壓電流(Ibias)是135nA時為40μW。

Abstract
A rail-rail CMOS operational amplifier (op-amp) using 0.35µm technologies for supply voltage of 1V is proposed. The input stage is modified fully symmetric differential, The total conduction current is close to a constant, which indicates near constant gm at the input stage, while the regulated cascode gain stage with two new concepts, includeing V/I feedback offset-adjustment circuit and V/I feedback offset latch circuit to reduce the output offset, and improve stabilization. It is rail-to-rail at the inputs and the output with DC gain of 100 dB and 108dB, for V/I feedback offset adjusted and offset latched circuits, In addition, CMRR is 84dB, the gain bandwidths are 1.1 MHz and 1.7 MHz. for V/I feedback offset adjusted circuit and V/I feedback offset latched circuits, with 40µW power dissipation.

目錄
Abstract .....................................................i
摘要 ....................................................ii
誌謝 ...................................................iii
目錄 ....................................................iv
圖目錄 ..................................................viii
第一章 .....................................................1
簡介 .....................................................1
1.1 簡介 .....................................................1
1.2 論文研究重點及架構........................................2
第二章 .....................................................3
其他運算放大器介紹 ............................................3
2.1 一個簡單的運算放大器 ...................................3
2.2一個簡單的高增益運算放大器 ..........................4
2.3傳統的疊接(cascaded)增益級與互補式差動輸入級(NMOS與PMOS互補) .....................................................5
2.4固定gm輸入輸出可rail-to-rail操作的對稱差動輸入級...........7
第三章 9
新型電源1V之輸入輸出可飽和操作之運算放大器 ................9
3.1電路簡介 ............................................9
3.2 偏壓電路 ...........................................10
3.2.1 基本的偏壓電路 ..................................10
3.2.2. 一個可輸出兩不同偏壓值的偏壓電路 ................11
3.3 輸入級 ...........................................13
3.3.1 直流分析 ...........................................15
3.3.2 在共模輸入模式下輸入級的gm為定值 ................16
3.3.3 交流分析 ...........................................20
3.4 增益級 ...........................................22
3.4.1 電壓電流轉換(V/I)回授式抵補電壓(offset)調整電路 .......22
3.4.2 V/I回授式抵補電壓(offset)鎖住電路 ................25
3.5 輸出級 ...........................................27
3.5.1 源極隨耦器 ...........................................28
3.5.2 一個修正的AB類輸出級 ..................................29
3.6 結論 ....................................................33
第四章 ....................................................35
模擬結果 ....................................................35
4.1 模擬的條件和環境 ..................................35
4.2 交流特性模擬 ...........................................36
4.3 Offset 模擬 ...........................................41
4.4 I/O rail-to-rail 模擬 ..................................46
4.5 轉動率(Slew Rate)和穩態時間(Settling Time)模擬 .......48
4.6 各種低電壓運算放大器比較 .........................53
4.7 討論 ....................................................55
第五章 ....................................................61
結論和未來的研究方向 ..................................61
5.1 結論 ....................................................61
5.2 未來的研究方向 ...........................................62
參考文獻 ....................................................63

參考文獻
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