宽可调CMOS CCCⅡ电路的研究与设计

发布时间：2020-03-21 20:40

【摘要】：近年来,国内外信息产业飞速发展,对高性能、高集成化电路器件的需求不断扩张,由此催生了研究和设计模拟电路的热潮。由于电流模式电路固有的宽频带、高速率、低功耗和结构简单等优势,利用电流模式方法来构造模拟电路获得越来越多的关注。第二代电流控制传输器(CCCII)不但拥有众多有源电子元件的优点,还具有对内禀电阻的电可控特性以及低电压跟踪误差特性,在电流模式模拟信号处理方面具备突出优势,因此成为了当前国内外微电子和系统科学领域最热门的研究命题,也是集成电路工业领域迄待突破的基本构建模块。本文的主要研究内容是第二代电流控制传输器及其模拟应用电路滤波器和振荡器。文章最先对电流模式电路的基本定义、性能特点、发展现状以及常用电流模式器件进行了介绍,然后详细分析了第二代电流控制传输器的国内外发展概况。同时对电流控制传输器的几种电路实现方式(包括BJT、BiCMOS、FGMOS及CMOS实现方式)进行了详细介绍,对滤波和振荡电路的基本理论进行了系统的阐释。最后通过阅读和分析大量文献,提出了两种基于CMOS工艺的新型宽可调CCCII和一种可重构的应用电路,并对它们进行仿真验证。本文的主要工作内容和创新成果总结如下:(1)提出了一种基于平方偏置电流的宽可调CMOS CCCII电路。利用两个平方电路分别为两个基本差分式CCCII提供可控的偏置电流,实现了一种内禀电阻宽范围反比例可调的全差分CCCII。内禀电阻首次同时在负值和正值范围拥有比较宽的调节区间。(2)提出了一种基于CMOS对管交叉耦合的宽可调CMOS CCCII电路。这个电路主要由传统的CMOS对管交叉耦合CCCII和OTA两级结构组成。与所设计的基于平方偏置电流的CCCII不一样的是,这个电路实现的是内禀电阻与尾电流的反比关系,而不是与平方电路外部输入电流的反比关系,这样就大大简化了整个电路的偏置结构。其采用的基于CMOS对管的交叉耦合结构提升了电路的交流特性,也极大扩展了电流线性跟随范围。(3)提出了一种基于CMOS CCCII的可重构电路。根据对滤波和振荡电路的分析结果,用具有多输出端的有源器件CCCII设计出一种新颖的可重构电路。即使不改变拓扑结构,该电路既可作为通用滤波器,又可作为正交振荡器。最后,论文归纳总结了本文的工作和成果,并进一步指出了今后工作的方向。
【图文】：

图 2.1 第一代电流传输器符号0 1 01 0 00 1 0Y YX XZ ZI VV II V 可知，Y 端用于输入电压 VY，X 端电流 IY跟随 X 端输入电流 IX，与 V电压 VX跟随 Y 端电压 VY，与 IX无关 IZ大小为 X 端电流大小，“+”号代相反，这就使得 Z 端相对负载为电器(CCII)输器，第二代电流传输器更具通用再流经电流。这样一个只含有纯电工作在电压模式，也可以工作在电化的应用结构。它的电路符号如图

0 1 01 0 00 1 0Y YX XZ ZI VV II V 性可知，Y 端用于输入电压 VY，X 端端电流 IY跟随 X 端输入电流 IX，，与 V电压 VX跟随 Y 端电压 VY，与 IX无流 IZ大小为 X 端电流大小，“+”号代相反，这就使得 Z 端相对负载为电器(CCII)传输器，第二代电流传输器更具通用不再流经电流。这样一个只含有纯电以工作在电压模式，也可以工作在电化的应用结构。它的电路符号如图
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN402

【参考文献】

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本文编号：2593907