基于量子PSO算法的CMOS運算放大器優(yōu)化設計.pdf

1、在模擬CMOS 單元電路的設計自動化和優(yōu)化方面，現(xiàn)有的仿真方法大多是基于常規(guī)數(shù)值計算方法，不僅計算復雜，而且精度不高。為此，根據粒子群優(yōu)化(PSO)算法和量子行為特性，提出一種基于量子PSO 算法的集成電路優(yōu)化方法，以實現(xiàn)全局優(yōu)化求解。 本論文的主要工作如下： （1）CMOS 運算放大器的分析。由于絕大部分模擬電路都是采用傳統(tǒng)手段—由設計者選定電路拓撲，通過電路仿真器對電路進行反復地模擬和實驗來確定器件尺寸實現(xiàn)的，其設計

2、不僅繁瑣、費時，而且一次成功率很低。為便于CMOS 運算放大器的優(yōu)化，首先針對運算放大器的特點，MOS 管的電學特性，噪聲模型及運算放大器的不同結構及電路性能解析方程等以原理圖和電學性能公式的方法做了詳細的分析。 （2）量子PSO 算法的仿真分析。在PSO 算法基礎上，將量子算法（Quantum Algorithm）相結合，使得粒子在整個空間中搜索全局最優(yōu)解，這樣可以減少搜索時間，提高運算精度，通過兩種算法對典型函數(shù)求解，通過兩

3、種收斂曲線對比分析，驗證了量子PSO 算法在收斂速度方面遠優(yōu)于基本PSO 算法，且不易陷入局部最優(yōu)。（ 3）運算放大器優(yōu)化設計。分析了一種兩級CMOS 運算放大器，使用0.35 微米的工藝實現(xiàn)，供電電壓是3.3V 。運放電路的直流增益、單位增益帶寬、轉換速率和功耗四項主要性能指標作為參考并推導出電路性能解析方程。主要將CMOS 運算放大器的電路性能解析方程轉化成粒子位置的求解，先初始化粒子的速度和位置，然后不斷迭代更新，直到搜索