1. 引言
Folded Cascode(FC)OTA 由于其高 GBW、低噪声、宽输出动态范围的特性在低压开关
电容场景下得到了大量应用.为了在保持上述优点的同时克服低电流效率和 DC 增益的缺
点,Assaad 提出了一种电流复用型 FC 结构 RFC
[1]
,在相同面积和功耗下实现了更大的
GBW、SR 和 DC 增益.在此基础上,一系列改进结构被提出.其中,IRFC
[2]
、DRFC
[3]
、
CFRFC
[4]
、MRFC
[5]
通过增大电流放大倍数实现了更大的 GBW 和 SR,但由于引入了额外的
零极点,因此均存在跨导增强程度与相位裕度退化程度的折中.虽然通过高速电流镜结构
[6]
可以缓解相位裕度的退化,但是其对无源电阻的需求会引入较大额外芯片面积,同时受匹
配和工艺偏差影响大.RFC-PF
[7]
和 IRFC-GB
[8]
分别通过正反馈和(共源级辅助运放)增益自举
增大了 RFC 和 IRFC 的 DC 增益,但缺点都是限制了主运放输出动态范围.
本文在综合上述结构的优缺点后提出了一种改进 OTA 结构(下文使用 POTA 表示),
如图 1 所示,通过对 DRFC 结构采用增益自举
[9]
技术,并对辅助运放采用 RFC 结构,可以
在获得更高 DC 增益的同时保持宽输出动态范围和较高的电流效率;并对传统的差分误差
放大型
[10]
(DDA)连续时间共模反馈进行改进,通过电流复用可以在相同的面积和功耗下获
得更高的跨导增益,从而使得辅助运放具有更快更精确的共模建立.
图 1 改进 OTA 结构(POTA)
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2. 电路设计