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一种低压超低功耗动态锁存比较器

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简介:
本发明提出了一种创新的低压超低功耗动态锁存比较器设计,特别适用于需要节能和小型化的电子设备中。该比较器在保持高速性能的同时,显著降低了工作电压需求,并大幅减少了能耗,从而延长了电池寿命并提高了系统的整体效率。 本段落提出了一种低电压超低功耗动态锁存比较器。通过采用自适应双重衬底偏压技术,在适当时间将比较器的衬底偏压从顺向切换到零,以实现功率延迟积(Power Delay Product, PDP)的最大化优势。为解决不工作时产生大量静态功耗的问题,设计了一种关断结构。该比较器基于SMIC 180纳米CMOS工艺,在400毫伏电源电压下进行了前仿真。仿真结果显示,电路的平均功耗、响应时间和功率延迟积均有显著降低。在14.7兆赫兹时钟频率下,其响应时间为34纳秒,功耗为123纳瓦。

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    本发明提出了一种创新的低压超低功耗动态锁存比较器设计,特别适用于需要节能和小型化的电子设备中。该比较器在保持高速性能的同时,显著降低了工作电压需求,并大幅减少了能耗,从而延长了电池寿命并提高了系统的整体效率。 本段落提出了一种低电压超低功耗动态锁存比较器。通过采用自适应双重衬底偏压技术,在适当时间将比较器的衬底偏压从顺向切换到零,以实现功率延迟积(Power Delay Product, PDP)的最大化优势。为解决不工作时产生大量静态功耗的问题,设计了一种关断结构。该比较器基于SMIC 180纳米CMOS工艺,在400毫伏电源电压下进行了前仿真。仿真结果显示,电路的平均功耗、响应时间和功率延迟积均有显著降低。在14.7兆赫兹时钟频率下,其响应时间为34纳秒,功耗为123纳瓦。
  • LDO的设计
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    本设计提出了一种极低静态功耗的低压差线性稳压器(LDO),旨在提高便携式电子设备的能源效率。通过优化电路结构和采用新型器件,显著降低了待机状态下的能耗,同时确保了高精度与快速响应特性,适用于各种电池供电装置。 本段落介绍了一种采用0.35 μm CMOS工艺制造的低压差(LDO)电路。该电路使用亚阈值区工作的跨导放大器,在超低静态电流下工作,从而实现了超低功耗和高效率性能。整个电路面积约为0.8 mm2,典型工作状态下总的静态电流为约500 nA,最大负载电流可达150 mA。输入电压范围是3.3 V至5 V,输出电压设定为3 V。
  • 高精度CMOS的设计与实现(2005年)
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    本文于2005年完成,专注于设计并实现了一种低功耗、高精度的CMOS动态比较器,提升了电路性能和效率。 本段落设计了一种全差分动态比较器。该比较器由前置放大器与动态锁存器组成的开关电容电路构成,在四相不交叠的时钟控制下运作,能够对输入信号进行采样并放大。高增益提高了比较器的精度,并通过采用正反馈结构提升了其速度。文中分析了引起失调的原因,并结合版图给出了减小失调的方法。经过分析和模拟验证,该比较器具有2V的动态范围、3.5mV的低失调电压以及8位精度的要求,并实现了0.48mW的功耗水平。
  • 小型
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    小型低功耗降压稳压器是一款高效能电源管理元件,专为需要体积小、能耗低的应用设计,适用于各种电子设备中电压转换需求。 小功率降压稳压器和抢答器:当输入电压低于12VDC时,输出电压与输入电压相同;而当输入电压超过12VDC时,输出电压应保持在不超过12VDC的水平。该设备适用于6-20VDC范围内的变化负载,并需要稳定电源的情况。设计中还考虑了如何提高电流以适应大电流和较大电压波动的应用场景。
  • 蓝牙链接库
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    低功耗蓝牙动态链接库是一套用于开发和管理蓝牙设备连接与通信功能的软件组件集合,支持Windows平台上的应用实现高效且节能的蓝牙操作。 参考MSDN编写的BLE动态库可以实现与指定蓝牙服务端口的通信功能。
  • 3.3V芯片
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    简介:该产品为一款高效能、低能耗的3.3V稳压集成电路,专为便携式电子设备和电池供电系统设计,确保稳定输出电压的同时显著降低能源消耗。 XC6206P332MR是低功耗3.3V稳压芯片的优选选择,这个系列还有许多其他型号可供选择,大家可以参考一下。
  • 用于神经记录应用的噪声CMOS放大
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    本论文提出了一种专门针对神经信号记录设计的超低功耗、超低噪声CMOS前端放大器。该放大器在保持高性能的同时,大大降低了能耗和噪音水平,非常适合植入式脑机接口等应用需求。 ### 低功耗低噪声CMOS放大器在神经记录应用中的设计 #### 摘要与背景 随着科学研究及临床应用领域的发展,对能够有效放大从毫赫兹到千赫兹范围内的信号,并同时抑制电极-组织界面产生的大直流偏移的生物信号放大器的需求日益增加。全植入式多电极阵列技术的进步使得对于低功耗、高性能微功率放大器的要求更加迫切。本段落介绍了一种新型生物放大器的设计与测试,该放大器采用MOS-双极伪电阻元件来实现对低频信号的有效放大,并能有效抑制大直流偏移。我们推导了噪声效率因子这一关键指标,并证明通过选择性地使MOS晶体管工作在弱反转或强反转状态,我们的设计能够接近理论的最优性能。 #### 关键技术点 1. **MOS-双极伪电阻元件**:这种元件结合了MOS和双极晶体管的优点,在放大低频信号同时抑制大直流偏移方面表现出色。 2. **噪声效率因子**:衡量放大器在不同功耗水平下的最佳噪声性能,通过优化设计可以实现最优的噪声与功耗平衡。 3. **弱反转与强反转操作**:根据具体需求调整MOS晶体管的工作模式,在低电流区域(弱反转)下降低噪声,在高电流区域(强反转)提高放大增益。 4. **全集成微功率放大器**:采用标准1.5微米CMOS工艺制造,具有极小的芯片面积和超低功耗特点。 #### 设计与实现 - **工作原理**:通过利用MOS-双极伪电阻元件作为核心组件,并控制晶体管的工作模式,该设计能够在0.025 Hz至7.2 kHz范围内提供稳定的放大性能。输入等效噪声为2.2纳伏均方根值。 - **实验结果**:测试表明,在1.5微米CMOS工艺下,所开发的放大器能够稳定工作并满足预期设计要求。此外,还成功研制了一款脑电图放大器,其带宽达到30 Hz,并且功耗仅为0.9微瓦。 #### 结论与展望 本段落提出的设计不仅解决了传统生物信号放大器存在的高功耗和大体积问题,在保持低噪声的同时实现了更高的集成度及更小的功耗。这为未来植入式多电极阵列系统的发展提供了重要的技术支撑,随着研究和技术进步,未来的神经记录设备将能够同时监测更多的神经元活动,并对神经科学与临床应用产生革命性影响。
  • CMOS噪放大设计
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    本研究专注于低功耗CMOS低噪声放大器的设计,致力于在保持高性能的同时大幅降低能耗。通过优化电路结构与参数选择,实现高增益、宽频带及低噪声指数的目标,在无线通信领域具有重要应用价值。 针对低功耗电路设计要求,在SMIC 0.18 μm CMOS工艺基础上,我们设计了一种电流复用的两级共源低噪声放大器。仿真结果显示,当工作频率为2.4 GHz时,该放大器具有26.26 dB的功率增益、-27.14 dB的输入回波损耗(S11)、-16.54 dB的输出回波损耗(S22)和-40.91 dB的反向隔离度。此外,其噪声系数为1.52 dB,在供电电压为1.5 V的情况下,静态功耗仅为8.6 mW,并且电路运行稳定可靠。
  • 轨至轨输入的运放在模拟技术中的设计
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    本论文提出了一种新型轨至轨输入的低压低功耗运算放大器的设计方法,旨在提高其在模拟电路应用中的性能和效率。 本段落采用0.35mm的CMOS标准工艺设计了一种轨至轨输入、静态功耗为150mW、相位增益86dB及单位增益带宽2.3MHz的低压低功耗运算放大器。该运放具有在共模输入电平下几乎恒定跨导的特点,使得频率补偿更容易实现,并可应用于VLSI库单元及其相关技术领域。 随着电源电压逐渐降低而晶体管阈值电压未减小的情况下,设计符合低压低功耗要求且输入动态幅度达到全摆幅的运放变得至关重要。本段落介绍了一种轨至轨(R-R)输入功能的低压低功耗CMOS运算放大电路,在各种共模输入电平下具有几乎恒定跨导的特点,使频率补偿更加容易实现。
  • CPF
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    低功耗CPF是一种节能型通信协议或框架,旨在减少设备能耗的同时保持高效的数据传输和处理能力,适用于物联网、移动设备等领域。 Candence Low-Power Simulation Guide (CPF) 数据手册详细描述了如何使用 CPF。