电子科技大学“工程实践研究”结题论文
使放大器增添了一个新的控制端。这一特点将为跨导型运放的应用增加多样性和灵活性，并可进行程控。
总之，跨导运放的特点是：输出电阻高，输出量是不随负载变化的电流：高频性能好，通频带宽，新增加一个增益控制端，使增益连续可调；电路结构简单，容易设计制造。跨导运放现有CA3060，CA3080，LMl3600等系列产品。
跨导放大器的输入是电压信号，在输入端基本放大器与反馈网络应串联，以增大输入电阻。跨导放大器的输出是电流信号，在输出端基本放大器与反馈网络应串联，以提高输出电阻。是一种电流取样电压求和负反馈放大器。
本文所用的跨导放大器电路结构如图5-11所示。主要由两级运放构成，第一级为折叠式共源共栅结构，第二级将差分输入信号( Vref和VFB) 转换为单端输出信号。Vref为基准电压信号，VFB为Vout的电压经过分压后的信号，根据电路工作的过程，采取了一定的分压比。其中还设计有输出共模反馈管、源极负反馈电阻、密勒补偿电容，分别用来调节运放第一级的共模输出电平; 增加运放的压摆率，并提高运放的线性度; 补偿运放的主极点。
图5-11 跨导放大器电路图
将反馈信号VFB送入跨导放大器的反向端，其正向端接Vref，输出ICH控制电荷泵跨接电容的充放电电流。如果VOUT较低，则VFB较低，两级放大器的输出为高，输出ICH变大，因此，跨接电容的充电电流也变大，使VOUT增大;
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第5章 1.5x电荷泵的设计和单元电路仿真
反之，如果VOUT较高，则跨导放大器的输出为低，ICH变小，跨接电容的充电电流也变小，使VOUT减小，形成负反馈，从而使整个周期从电池吸取的电流保持恒定，降低了噪声。
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第6章 电荷泵电路的总体仿真与分析
6.1 电荷泵的输出仿真
首先对整个电荷泵电路在一个输入电压下的输出结果进行仿真，这个仿真一是为了检查该电荷泵能否正常工作，而是观察电荷泵的输出结果是否符合设计要求。选取输入电压Vin=3.6V，然后进行仿真，可以看到结果如图6-1所示。
图6-1 Vin=3.6V时电荷泵的输出电压
在VIN=6V的情况下，输出电压先是有一个升压，最后输出稳定在5V左右。因为横轴是时间的变量，并且是μs量级，而升压过程大概是到150μs左右结束，这表明这个过程是非常快的，这段时间内，电容C1存储电荷，并转移电荷到C2上，让输出电压加上了电容上的电压，往上升的曲线表现了电荷泵的充放电特性，同时也说明此电荷泵电路非常敏感，这对于小型的便携式设备非常有用。这个输出结果说明，此电荷泵电路能够正常工作并且也比较稳定，能够维持一段稳定的输出电压给白光LED。但是实际上，随着电池电量的减少，输入电压也会变小，那么此时电荷泵是否还能保证白光LED的输入电压，就要测试在不同电压下，此电荷泵的工作性能。
6.2 不同输入电压下的仿真结果
我们知道，随着便携式设备的使用，提供设备用电的电池电量会逐渐减少，随着电量的减少，电池提供的电压也会变小，那么如何保证在输入电压减小的情况下，白光LED作为光源维持一定的亮度，电荷泵的作用就在此时体现，这也是
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第6章 电荷泵电路的总体仿真与分析
这个课题的意义所在，白光LED在电荷泵的作用下，保持了一定的输出电压，因此能够维持一段时间的亮度不变。
在2.7V-4V间选取5个点：2.7V、3.025V、3.35V、3.675V、4V。把这5个点下的输出电压放到同一张图上，进行比较。
图6-2 不同输入电压下电荷泵的输出
可以看到，3V-4V之间随着输入电压的增加，电荷泵的输出会有少许的增大，并且越快达到稳定点，同时也说明，在这个范围内，无论输入电压随着电池电量减少多少，电荷泵最后都能让输出稳定在5V，即是说在这个范围内白光LED的亮度能够保证。但是当输入电压减小到3V以下，列举了2.7V一个例子，最后的输出电压最多达到了4.65V。这说明尽管电荷泵能维持很长一段时间的电压，但是当电池电量减小到一定程度，输出还是会有所下降，这就是需要改进的地方。
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