JSSC 2009第9期Other0.18μm CMOS

The Recycling Folded Cascode A General Enhancement of the Folded Cascode Ampliﬁe

提出一种基于折叠共源共栅放大器的回收放大器架构，显著提升性能。

带宽134.2 MHz，压摆率94.1 V/s，增益提升7.6 dB

放大器CMOS模拟集成电路快速运算放大器低功耗低电压集成电路运算跨导放大器

▸创新点1：利用信号路径中闲置器件增强跨导（方法创新）。通过重新配置传统折叠共源共栅放大器中的闲置晶体管，使其参与信号放大过程，从而在不增加额外功耗和面积的情况下，显著提升跨导值（理论分析和实验验证跨导提升近2倍）。

▸创新点2：通过动态电流复用技术提高增益和压摆率（电路创新）。在保持相同偏置电流的条件下，将传统结构中浪费的电流路径重新利用，使有效增益提升7.6dB，压摆率从42.1V/μs提升至94.1V/μs（仿真与实测数据双重验证）。

▸创新点3：保持输入噪声和偏移不变的系统级优化（系统创新）。通过精确匹配回收电流路径的对称性，确保输入参考噪声和偏移电压与传统结构相当，解决了性能增强与噪声恶化的矛盾（THD测试显示谐波失真无显著变化）。

▸创新点4：兼容标准CMOS工艺的带宽倍增设计（工艺创新）。在TSMC 0.18μm工艺下实现134.2MHz带宽（对比传统结构70.7MHz），通过器件尺寸协同优化达成面积效率提升，驱动5.6pF负载时功耗不变。

Abstract

d Jose Silva-Martinez , Senior Member , IEEE Abstract—A recycling ampliﬁer architecture based on the folded cascode transconductance ampliﬁer is described. The proposed ampliﬁer delivers an appreciably enhanced performance over that of the conventional folded. This is achieved by using previously idle devices in the signal path, which results in an enhanced transcon- ductance, gain, and slew rate. Moreover, the input referred noise and offset analyses are included to demonstrate that the propose