0.9V低功耗高线性广带宽自调谐电阻器设计的改进型OTA

本文探讨了一种针对自调谐线性电阻器设计的高性能运算放大器（OTA），着重于在低功耗、长电池寿命和便携性健康监测产品中的应用。现代健康监控设备的需求日益增长，对于运算放大器的要求不仅包括低功耗，还要有出色的线性度和宽泛的增益带宽，以确保准确的数据采集和处理。 运算跨导放大器在亚阈值工作区的运用显著降低了功耗，因为在这个区域，电流的流动受到限制，从而减少了能量消耗。文中提到的新型OTA设计采用了High-swing改进的Wilson电流镜技术，这种电路结构特别适合于低功耗和低频率的应用场景。高摆幅设计的优势在于可以提高信号的动态范围，即使在电源电压仅为0.9伏的情况下，也能实现约±1.9伏的线性性能，显示出极高的线性度。 此外，所提出的OTA的输出阻抗得到提升，这对于驱动外部负载或与系统其他部分的有效集成至关重要。其单位增益带宽（UGB）达到342.30 KHz，这意味着电路在保持足够带宽的同时，依然保持了极低的功耗水平，具体来说，它在纳米瓦特级别的范围内工作，体现了对低功耗目标的卓越追求。 为了实现这一设计，研究者利用了TSMC标准的0.18微米工艺技术，并基于BSIM 3v3级别的53模型参数进行了电路仿真。他们借助ELDO仿真器验证了电路的性能，确保了设计的可行性。这种低电压OTA的实现不仅满足了现代健康监测产品的需求，也为其他类似应用提供了新的设计思路和技术参考。 这篇论文在自调谐线性电阻器设计领域做出了重要的贡献，展示了如何通过创新的电路技术和精确的模拟验证来优化低功耗、高线性的运算放大器，对于推进健康监测设备的小型化、高效化发展具有重要意义。