新型CMOS高性能電流差分跨導(dǎo)放大器的研究與設(shè)計.pdf

1、近些年來，由于半導(dǎo)體和通信產(chǎn)業(yè)對集成電路的性能提出了越來越高的要求，模擬集成電路的設(shè)計正不斷的從傳統(tǒng)的電壓模式轉(zhuǎn)向電流模式的發(fā)展階段。電流模式電路在電壓、速度、功耗、擺幅范圍等性能參數(shù)方面顯示出的各種優(yōu)越性，為許多模擬電路與系統(tǒng)提供了具有足夠吸引力的解決方案，因此研究設(shè)計高性能的電流模式器件以及開發(fā)各種電流模式模擬應(yīng)用電路的重要性是顯而易見的。電流差分跨導(dǎo)放大器（Current Differencing Transconductance

2、 Amplifier，簡稱CDTA）是一種新型的電流模式有源器件，在高頻連續(xù)時間模擬濾波器、振蕩器、高速整流電路等模擬信號處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。而隨著各種CMOS數(shù)?；旌闲盘柤呻娐返娘w速發(fā)展，這要求模擬集成電路的設(shè)計應(yīng)盡可能地滿足CMOS工藝，且具有較低的工作電壓和較高的頻率帶寬。本文詳細地分析了C D TA的基本原理和研究現(xiàn)狀，研究了多種 CDTA的電路實現(xiàn)方法，提出了新型的高性能 CMOS C D TA電路及其具體應(yīng)用實例，

3、論文主要工作有以下幾方面：
　　1.提出了一種新型的低壓高性能電壓線性可調(diào)諧CMOS CDTA電路。該電路基于低壓共源共柵電流鏡有源電阻帶寬補償技術(shù)，使得電路獲得了較高的頻率帶寬、精確的鏡像電流以及較高的輸出阻抗。同時電路以MOSFET線性組合單元作為跨導(dǎo)放大級電路的差分輸入對，不僅提高了電路的線性度，而且可以直接通過外接電壓對跨導(dǎo)增益實現(xiàn)線性調(diào)諧。本文還分析了電路的多種設(shè)計考慮，如阻抗特性、電流跟隨誤差、失調(diào)電路、線性度以及噪聲

4、性能等。所提出的電路采用了GlobalFoundries'0.18μm CMOS工藝，在Cadence Virtuoso ADE環(huán)境下進行了仿真實驗分析，Spectre仿真結(jié)果表明電路能在±0.8V電源下工作，其-3dB接近1GHz。另外，跨導(dǎo)增益具有286.9μS~852.1μS電壓線性調(diào)諧范圍。為了驗證所提出的電路實用性和可靠性，本文以一個全差分帶通濾波器作為實例，證明了所提出的C D TA電路在低壓高速模擬信號處理領(lǐng)域的具有潛在的

5、優(yōu)勢。
　　2.提出了一種新穎的數(shù)字可編程CDTA電路。在電壓線性可調(diào)諧CDTA電路的基礎(chǔ)上，通過在電路內(nèi)部集成可編程電流鏡陣列，使得輸出端的電流增益具有了數(shù)字可調(diào)性。因而，所提出的數(shù)字可編程C D TA電路實現(xiàn)了模擬和數(shù)字混合調(diào)諧方式，能廣泛的應(yīng)用于數(shù)?；旌闲盘柼幚眍I(lǐng)域，具有較大的實用性。另外，本文提出了一直用基于數(shù)字可編程C D TA的模擬數(shù)字混合信號調(diào)制電路。所提出的電路只采用了一個數(shù)字可編程 C D TA、2個電容和2個電