電流控制全平衡電流傳輸器及其電流模式濾波器研究.pdf

1、在超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展過程中，電流模式電路在速度、帶寬等方面顯示了巨大的優(yōu)勢。作為電流模式電路中的基本模塊，電流傳輸器具有頻率范圍寬、線性度好、轉(zhuǎn)換速率高等優(yōu)點。但是，以目前工藝實現(xiàn)的電流傳輸器，電流輸入端存在一個不可忽略的寄生電阻，在電壓傳輸中產(chǎn)生了誤差，采用電流控制電流傳輸器是目前解決該問題的最佳途徑。
　　 在超大規(guī)模集成電路中，由數(shù)字模塊引起的噪聲極大地影響了系統(tǒng)中的模擬模塊，全平衡式結(jié)構(gòu)的電流傳輸器，能有效地抑制

2、這些以共模信號形式出現(xiàn)的噪聲，并且，由全平衡結(jié)構(gòu)的電流傳輸器構(gòu)成的差分式濾波器也可將該噪聲進行濾除。
　　 本文主要致力于研究具有全平衡結(jié)構(gòu)的電流控制電流傳輸器及其在濾波器、放大器和普適電流傳輸器方面的應用。本論文首先闡述了電流傳輸器的發(fā)展歷程及其在電流模式連續(xù)時間濾波器中的應用現(xiàn)狀，詳細介紹了各種電流傳輸器的端口特性、電路原理及典型電路實現(xiàn)，以及在電流模式二階和高階濾波器中的應用。在此基礎(chǔ)上對全平衡結(jié)構(gòu)的電流控制電流傳輸器及其

3、構(gòu)成的電流模式濾波器、放大器及普適電流傳輸器進行了創(chuàng)新性研究。本文主要的創(chuàng)新工作可概括如下：
　　 (1)本論文提出一個具有全平衡結(jié)構(gòu)的電流控制電流傳輸器，即電流控制全平衡電流傳輸器(CFBCCII)，將偏置電流可控的電阻引入到全平衡結(jié)構(gòu)的電流傳輸器中，使得電路既具有全平衡網(wǎng)絡的優(yōu)勢，又能偏置電流可控。提出的CFBCCII電路的所有端口均為差分式，引入的共模反饋單元能有效地抑制共模信號。該電路采用CMOS復合管構(gòu)成的跨導線性環(huán)實

4、現(xiàn)電壓的傳輸，在無需苛刻的工藝條件下，消除了傳統(tǒng)電流傳輸器的電壓傳輸誤差，電路本身具備的電阻特性減少了應用電路中無源元件的數(shù)目，更使得應用電路的多種參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電可調(diào)。
　　 (2)本論文提出3種基于CFBCCII的二階電流模式濾波器，包括一種基于單個CFBCCII的多輸入單輸出濾波器和兩種基于多個CFBCCII的多輸入多輸出濾波器。其中基于單個CFBCCII的多輸入單輸出濾波器為單端式結(jié)構(gòu)，電路僅使用一個CFBCCII、2個接

5、地無源元件，由于CFBCCII自身的電阻特性，電路無需任何電阻，適當選擇輸入端口即可實現(xiàn)低通、帶通、高通、帶阻及全通5種濾波功能，濾波器的固有頻率及品質(zhì)因數(shù)獨立可調(diào)。
　　 兩種基于多個CFBCCII的多輸入多輸出濾波器均為差分式結(jié)構(gòu)，第一種結(jié)構(gòu)的濾波器使用2個CFBCCII和4對接地無源元件，第二種結(jié)構(gòu)的濾波器使用3個CFBCCII和2對接地無源元件，兩種電路均能實現(xiàn)低通、帶通及高通3種濾波功能，且固有頻率和品質(zhì)因數(shù)獨立可調(diào)。

6、
　　 采用chartered0.35μm工藝，對CFBCCII電路、基于CFBCCII的單端式多輸入單輸出濾波器以及基于3個CFBCCII的差分式多輸入多輸出濾波器利用Candence軟件進行版圖設計，并參加MPW流片計劃完成了流片實驗。
　　 (3)本論文提出基于CFBCCII的電流模式高階橢圓濾波器，該濾波器的特點是：電路為差分式結(jié)構(gòu)，能較好地抑制共模信號，濾波器的截止頻率可由CFBCCII的偏置電流進行調(diào)節(jié)，采用