Simulation and Measurement of Fully-differential CMOS OTAs

Abstract

Simulation and testing methods for fully-differential operational transconductance amplifier (OTA) circuits are described. Difficulties of measuring OTA performance caused by the generally large bandwidth of OTAs and the need for measuring current signals are illustrated. A fully-differential OTA fabricated through the MOSIS 2 -€ 8 technology is the demonstration circuit for simulations and tests. This OTA has a simulated 3 dB frequency of 1 GHz with a load of 100 . The simulation softwares are SPICE, Version 3f4, and ADS from Tektronix, Version 5a8. The measurement equipment includes a 500 MHz gainphase and spectrum analyzer, a 200 MHz oscilloscope, a 100 MHz synthesized arbitrary function generator, and high-precision power supplies. The approaches shown in this paper can be used to provide design guidelines for OTAs, and practical directions for the design of continuous-time filters.Übersicht:Simulations-und Testverfahren für OTAs (Operational Transconductance Amplifiers) mit Differenz-Einund Ausgangssignalen werden beschrieben. Die Schwierigkeiten bei der Untersuchung von OTA-Funktionen, verursacht durch die im allgemeinen große Bandbreite und die Erfordernis, Ströme zu messen, werden aufgezeigt. Simulation und Messungen werden an einem OTA mit differentiellem Ein-und Ausgang in MOSIS-2p-CMOS-Technologie demonstriert. Der OTA hat eine simulierte 3-dB-Bandbreite von l GHz bei Belastung mit 100 . Für die Simulation wird SPICE,