低噪声低功耗斩波运放的分析与设计

›› 2016, Vol. 29 ›› Issue (5): 26-.

低噪声低功耗斩波运放的分析与设计

李威,张兆浩,吴次南

(贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳 550025)

出版日期:2016-05-15 发布日期:2016-05-24
作者简介:李威(1989—),男,硕士研究生。研究方向:模拟混合信号集成电路与低功耗模拟集成电路。张兆浩(1962—),男,博士,教授。研究方向:光学等。

Analysis and Design of Low noise Low power Chopper OTA

LI Wei,ZHANG Zhaohao,WU Cinan

(College of Big Data and Information Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

Online:2016-05-15 Published:2016-05-24

摘要/Abstract

摘要：

CMOS运放的噪声尤其是低频1/f噪声会随着整体功耗的降低而急剧增加,针对传感器读出电路应用,文中在传统斩波运放的基础上设计了一个低噪声、低功耗的嵌套式斩波运算放大器。基于SMIC0.18 μm工艺,通过Spectre仿真工具进行仿真与验证。高频斩波(fchop,high)频率为500 kHz,低频斩波频率(fchop,low)为2 kHz时的仿真结果表明,运放在100 Hz处的噪声功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)降为23 nV[KF(]Hz[KF)],总消耗电流14 μA,放大器的增益带宽积(GBW)为16.7 MHz,运放的电流效率(GBW/Itot)达到了1 193,该设计的整体性能与以往的设计相比具有一定优势。

关键词: 嵌套式斩波, 低噪声, 低功耗, 残余失调, 放大器

Abstract:

The noise especially 1/f noise of a CMOS operational amplifier will sharply increase as the decrease of total power.This paper presents a low noise low power nested chopper operational amplifier aiming at the application of sensor readout circuit.We simulate and verify using the Spectre tools based on SMIC 0.18 μm CMOS process.The results show that the power spectral density(PSD)dropped to 23 nV/[KF(]Hz[KF)] at 100 Hz.The OTA consumes 14 μA of the total current,achieves 16.7 MHz of GBW and 1 193 of current efficiency at the 500 kHz of the High-chop frequency (fchop,high) and 2 kHz of Low-chop frequency (fchop,low).The overall performance of the OTA has advantages comparing to the papers published in recent years.

Key words: nested chopper;low noise;low power;residual offset;amplifier

中图分类号:

TN722

李威,张兆浩,吴次南. 低噪声低功耗斩波运放的分析与设计[J]. , 2016, 29(5): 26-.

LI Wei,ZHANG Zhaohao,WU Cinan. Analysis and Design of Low noise Low power Chopper OTA[J]. , 2016, 29(5): 26-.

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