再生电流镜：一种用于硅像素探测器的超低功耗前端放大器
仪器与探测器
2023-05-18 v1
摘要
在像素化探测器中，降低前端 ASIC 芯片的功耗成为一项关键需求。基于成熟前置放大器方案的优化如今不太可能带来足够的改进。为满足这一需求，开发了一种功耗极低的新型 CMOS 前端增益级拓扑，称为再生电流镜。该电路利用了电流放大的高速性能，同时在相对较低的偏置电流下工作。再生电流镜使用一个 NMOS 电流镜和一个 PMOS 电流镜（两者的标称增益均为 1）构成回路拓扑，从而提供正反馈。一个在栅极端施加外部可调电压的 NMOS FET 被用于将电流镜的开环增益限制在略低于 1 的水平。这使得在相对较低的偏置电流下工作电流镜时，正反馈环路的净增益远大于 1。仿真表明，在 65 nm 制造工艺下，适用于硅像素探测器的增益级功耗可控制在每通道 < 10 微瓦。
引用
@article{arxiv.2305.10208,
title = {The Regenerative Current Mirror: A Very Low Power Front-End Amplifier for Silicon Pixel Detectors},
author = {Jinyuan Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.10208},
year = {2023}
}