改进增益增强共源共栅放大器：提升A/D转换器性能的关键

本文主要探讨了一种改进的增益增强共源共栅放大器的设计，该放大器旨在提升高性能运算放大器在流水线A/D转换器中的应用效果。设计的核心是采用单端放大器的增益增强策略，这使得运算放大器在保持高直流增益的同时，实现了小型化和更好的版图匹配，满足了现代电路系统对低功耗、高带宽和高速度的需求。 传统的运算放大器设计面临着性能提升的限制，如带宽受限和相频特性不易优化。为解决这些问题，Bult.K.提出的增益增强结构被引入到设计中，这种方法能在不牺牲带宽的前提下显著提升开环增益。作者选择的折叠式共源共栅结构是对套筒结构的改进，它克服了输出摆幅小的局限，同时兼顾了大带宽、高摆幅和高速度。 设计的关键组成部分包括一个带开关电容共模反馈的折叠式共源共栅跨导运算放大器。该电路由差分输入对管M0和M1组成主放大器，以及差分对管M2作为恒流源，共同构建了一个高效能的放大器结构。通过单端放大器作为辅助，优化了共模负反馈电路，提高了输出共模反馈电压的稳定性，减小了抖动。 电路设计在Cadence环境中进行，仿真结果显示，改进后的放大器性能参数表现出色，能够满足流水线A/D转换器对高速、高精度的要求。这种设计方法对于提升模拟和混合信号集成电路的整体性能，特别是在高速数字通信系统中，具有重要的实际应用价值。 总结来说，本文的主要贡献在于提出了一种创新的放大器架构，结合了增益增强技术和折叠式共源共栅结构，实现了高性能运算放大器的优化设计，适用于现代电子系统中对速度、带宽和功耗有着严格要求的应用场景。