可編程CMOS OTA的研究及其在濾波器中的應(yīng)用.pdf

1、隨著超大規(guī)模集成電路( Very Large Scale Integratedcircuites, VLSI)的迅速發(fā)展,電流模式電路的研究成為當(dāng)今模擬集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的熱門課題。跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(Operational Transconductance Amplifier, OTA)是電流模式電路中最為通用的標(biāo)準(zhǔn)模塊之一,廣泛應(yīng)用于模擬及各種數(shù)?；旌想娐?。連續(xù)時(shí)間OTA-C濾波器作為OTA電路的基本應(yīng)用之一,對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行處理時(shí),具有處

2、理速度快、電控特性好、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小等優(yōu)點(diǎn)。本文簡(jiǎn)要介紹OTA電路的工作原理,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)型高線性可編程CMOS OTA(Programmable CMOS OTA, CMOS POTA)電路,并對(duì)該電路在連續(xù)時(shí)間濾波器中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。具體研究?jī)?nèi)容概述如下:
　　1、設(shè)計(jì)一種改進(jìn)型的高線性CMOS POTA電路,分析其工作原理并給出具體實(shí)現(xiàn)電路。整體的電路結(jié)構(gòu)是由基于三次諧波(Third Harmonics Dis

3、tortion, HD3)前饋技術(shù)的偽差分輸入級(jí)與可編程電流放大器輸出級(jí)構(gòu)成。在 SMIC0.18μm工藝,1.8V電源電壓下,使用Cadence軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明:通過調(diào)節(jié)外部控制電流Zx的值(10μA-130μA),跨導(dǎo)增益Gm值可調(diào)范圍為三個(gè)數(shù)量級(jí)(800nS~216μS);輸出電流-3dB寬達(dá)到841.4MHz; Ix=50A時(shí),在0.8VPP輸入電壓范圍內(nèi),傳輸特性非線性誤差小于3％。
　　2、利用所設(shè)計(jì)

4、的高線性CMOS POTA電路模塊,分別進(jìn)行電壓模式和電流模式雙二階濾波器的設(shè)計(jì)。根據(jù)輸入端參數(shù)不同,該濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)低通、高通、帶通、帶阻四種濾波功能。通過調(diào)節(jié)外部控制電流Ix的值(10μA-130μA),能夠?qū)崿F(xiàn)濾波器參數(shù)wo的電調(diào)諧(116kHz-2.1MHz)。采用級(jí)聯(lián)法設(shè)計(jì)了電壓模式和電流模式八階巴特沃斯低通濾波器,使用Cadence軟件仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。
　　3、對(duì)設(shè)計(jì)的高線性CMOS POTA電路進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)、