集成电路
集成电路（IC）MAX98050ENX、MAX22707AUB、MAX17543ATP、MAX40008ANT高效、低功耗器件产品特征
1、MAX98050ENX音频编解码器是一款高性能、低功耗器件，集成了低延迟数字滤波器，用于无线耳戴式设备、头戴式设备和耳机。MAX98050具有一个单声道播放通道，带有一个5频段双四路均衡器和一个高效、全差分混合AB/D类耳机放大器。播放耳机放大器经过优化，可以实现最低输出噪声和静态功耗，同时最大 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.3.3 低电压带隙基准
3.3.3 低电压带隙基准 带隙基准源的一个问题是他们在低于\(1.5V\)的供电电压下工作状态不好，根本的问题在于这些电路使用pn结来产生负温度系数电压，再产生一个正温度系数电压缩放后与之相加进行温度系数的抵消。电压之和只要超过了\(1V\)就使得根本无法在电源电压为\(1V\)时使用这些电路。解 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.3.2 带隙电压基准电路
3.3.2 带隙电压基准电路 带隙电压基准可以分为双极型晶体管实现方案和CMOS晶体管实现方案，由于目前更常用的是CMOS工艺，因此这里略去双极型工艺下的带隙电压基准方案的描述，主要讨论CMOS方案。尽管是使用CMOS工艺，但带隙电压基准的原理要求其仍然得要使用双极型晶体管，所以必须使用一个CMOS ......
模拟集成电路设计系列博客——3.3.1 带隙电压基准概念
3.3.1 带隙电压基准概念 在模拟电路模块，尤其是数据转换模块中，一个非常重要的组件是电压参考。理想情况下，这个模块输出一个固定的已知幅度的直流电压，并且不随温度发生变化。通过这个模块再结合一个精确的电阻可以提供一个稳定的直流电流。有一系列手段可以产生集成电路中的电压参考，具体方式如下： 利用一个 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.2.2 改进恒定跨导电路
3.2.2 改进恒定跨导电路 可以将宽摆幅电流镜结合到上小节所述的恒定跨导偏置电路中。这种修改可以显著降低由于晶体管有限输出阻抗导致的二阶效应，同时并不过于影响信号摆幅。完整电路如下图所示[McLaren, 2001]。这个电路是前面介绍过的固定跨导电路的改进版本，引入了宽摆幅电流镜和启动电路。 固 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.2.1 基本固定跨导电路
3.2.1 基本固定跨导电路 我们知道晶体管的跨导可能是模拟放大器中最重要的参数，因此必须要保持稳定。其稳定性可以通过[Steininger, 1990]首次采用的电路来实现，该电路将晶体管的跨导匹配到一个电阻的电导上。作为结果，对于一阶效应来说，晶体管的跨导独立于电源电压以及工艺和温度误差。 偏置 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.1.3 稳压电路
3.1.3 稳压电路 稳压器的目标是产生一个低噪声并能提供电流的电压源。他们一般来说用于这种情节：当一个关键模拟电路必须和其他的电路工作在同一个电源供电下时。如下图所示，其他的电路向共用的电源中引入了很大的噪声，使用稳压器可以为关键电路提供一个更加干净的电源。数字电路一般是电源供电噪声的主要来源，因 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.1.2 参考电路
3.1.2 参考电路 已知绝对值的电压和电流在集成电路的交互处，或者是集成电路和其他分立部件之间是最有用的。例如，两个集成电路需要交互时，规定通过一伏摆幅的信号来进行。参考电压或者电流优势从电源中分配而出，但电源并不重组有着充足的控制精度，这种情况下参考电压或者参考电流就需要通过一个集成参考电路来产 ......
模拟集成电路设计系列博客——3.1.1 偏置电路
3.1.1 偏置电路 在一个模拟集成电路中，许多子电路协同工作来产生所有的直流电压和电流，这些子电路模块包括了偏置电路，参考电路和稳压器。一个偏置电路能够产生直流电压，控制晶体管在一些想要的工作点附近。由于晶体管参数在不同的芯片，不同的温度下改变，偏置电压也得随之变化。参考电路产生固定值的电压与/或 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.4.5 共模反馈
2.4.5 共模反馈 典型情况下，将全差分放大器用在反馈应用中时，反馈决定了差分信号的电压，但是不能影响共模电压。因此必须要增加一个额外的电路来决定输出共模电压并控制器等于某个固定的电压，一般是电源电压的一半。这个电路就称为共模反馈电路（common-mode feedback, CMFB）一般是全 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.4.4 低压全差分放大器
2.4.4 低压全差分放大器 低供电电压使得放大器的设计变得显著复杂很多。输入共模电压必须限制在一个非常紧的范围内，来确保输入差分对的尾电流源保持在饱和区。例如考虑之前讨论过的全差分折叠Cascode放大器，并假定一个普通NMOS晶体管作为尾电流源\(I_{bias}\)，输入共模电压必须大于\(V ......
模拟集成电路设计系列博客——2.4.3 全差分电流镜放大器
2.4.3 全差分电流镜放大器 全差分电流镜放大器的结构如下图所示，和全差分折叠Cascode放大器一样，这个设计也可以用互补设计的方法来实现，即使用p管作为输入晶体管，n沟道电流镜和p沟道偏置电流源。哪种设计更受欢迎主要取决于负载电容或者等效第二极点是否收到了带宽的限制，以及最大化低频增益或者带宽 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.4.2 全差分折叠Cascode放大器
2.4.2 全差分折叠Cascode放大器 下图展示了一个简化的全差分折叠Cascode放大器。使用两个Cascode电流源来取代之前介绍的结构中的n沟道电流镜，并增加了一个共模反馈电路。这些电流源的驱动晶体管的栅压由共模反馈电路的输出电压\(V_{cntrl}\)决定。共模反馈电路的输入是全差分放 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.4.1 全差分放大器的基本结构
2.4.1 全差分放大器的基本结构 对于电路来说，处理单端信号和差分信号的区别往往很小。比如下图中比较了全差分对电路和单端输出差分对。他们之间的唯一区别是在全差分电路中电流镜负载被两个匹配的电流源取代。需要注意在两个电路中功耗实际上是一样的。由于单个节点上的电压摆幅往往被固定的供电和偏置电压限制，全 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.3 电流镜放大器
模拟集成电路设计 2.3 电流镜放大器 2.3 电流镜放大器 另一个在驱动片上容性负载时常用的放大器是电流镜放大器，其简化图如下所示： 通过使用高输出阻抗的合理的电流镜结构，能够使得整体增益变得相当可观。下图展示了一个电流镜放大器的细节结构： 整体的传输函数可很近似于单极点系统，我们使用分析折叠Ca ......
模拟集成电路设计系列博客——2.2.3 折叠Cascode放大器的摆率
2.2.3 折叠Cascode放大器的摆率 两个二极管接法的晶体管\(Q_{12}\)和\(Q_{13}\)在正常工作时截止，对于放大器的工作几乎没有影响。但是他们能共有效的提升数倍摆率[Law, 1983]。为了理解他们的功能，首先考虑没有这两个晶体管时的摆率限制。假定有一个很大的输入差分电压导致 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.2.2 折叠Cascode放大器的小信号分析
2.2.2 折叠Cascode放大器的小信号分析 在折叠Cascode放大器的小信号分析中，差分对\(Q_1\)和\(Q_2\)的漏极流出的差分输出电流施加到了负载电容\(C_L\)上。具体来说，\(Q_1\)流出的小信号电流直接通过源极留到\(Q_6\)的漏极然后再到\(C_L\)，而来自\(Q_ ......
模拟集成电路设计系列博客——2.2.1 折叠Cascode放大器的基本结构
2.2.1 折叠Cascode放大器的基本结构 许多现代CMOS集成电路放大器设计仅用于驱动容性负载。由于驱动的是容性负载，放大器并不需要通过一个电压缓冲器来获得较低的输出阻抗。因此相比那些必须要驱动阻性负载的放大器，更可能获得更快的速度和更大的信号摆幅。而这些增长仅仅需要通过在驱动阻性负载的放大器 ......
模拟集成电路设计系列博客——2.1.5 两级放大器的系统失调电压
2.1.5 两级放大器的系统失调电压 在设计两级放大器时，如果设计者不加以注意，有可能会导致系统输入失调电压。实际上，这是许多应用在集成电路产品中的原型设计碰到的问题。为了搞清楚为什么有必要要保证没有系统输入失调电压，考虑如下图中的两级放大器，当输入差分电压为0时（即\(V_{in}^+=V_{in ......
模拟集成电路设计系列博客——2.1.4 两级放大器的摆幅
2.1.4 两级放大器的摆幅 放大器输出变化的最大速率受到其内部有限的偏置电流的限制，当放大器的输入变化过快时，放大器无法再在输入保持虚地，因此放大器会看到一个巨大的差分输入。放大器的输出随之以最大速率进行变化，称之为摆幅。在摆幅的限制下，放大器的响应是非线性的，其影响如下图所示： 中，有一个n沟道共源极管子$Q_1$和一个n沟道共栅极管子$Q_2$，这种结构也被称作 ......
模拟集成电路设计系列博客——1.2.3 共栅放大器
### 1.2.3 共栅放大器 带有有源负载的共栅级放大器如下图所示，一般这种结构用于当输入阻抗需要是一个小阻值时。例如，如果需要一个$50\Omega$的输入阻抗来匹配一个$50\Omega$的传输线。另一种共栅放大器的常见用于是用在输入信号为电流的放大器的第一阶，在这种情况下为了确保所有的电流信 ......
模拟集成电路设计系列博客——1.2.2 共漏放大器（源极跟随器）
### 1.2.2 共漏放大器（源极跟随器） 另一个电流镜的常见应用时为源极跟随器提供偏置电流，在下图的例子中，$Q_1$为源极跟随器，$Q_2$为给$Q_1$提供偏置电流的有源负载，这个结构一般用于电压缓冲器，因此也被称作源极跟随器。因为输入和输出节点分别在栅极和源极，漏极作为小信号地，这个结构同 ......
模拟集成电路设计系列博客——1.2.1 共源极放大器
### 1.2.1 共源极放大器 基本电流镜的一个常见用途时用于单管放大器的有源负载，如下图所示，共源级放大器是当需要高输入阻抗时最常见的增益级。 此处一个n沟道的共源级放大器以一个p沟道的电流镜作为有源负载提供驱动晶体管的偏置电流。通过使用有源负载来为驱动管子所需要的偏置电流。通过使用有源负载，一 ......