论文部分内容阅读
近年来,随着微电子技术的飞速发展,人们对模拟集成电路在集成度、功耗、频率等性能方面的要求也日益提高。滤波和振荡电路作为模拟信号处理电路中的基本环节,一直是国内外工业界和学术界研究的热点。电流模式电路具有电源电压低、转换速率快、线性度高、动态范围大等优点,受到广大集成电路研究设计者的高度重视。电流差分跨导放大器综合了众多有源器件的优越性能,在电流模式模拟信号处理电路设计方面具有较大的优势,已经成为目前国际上微电子、集成电路与系统学界最前沿的研究课题。本文主要研究了电流差分跨导放大器及其在模拟滤波器和振荡器方面的应用。文章首先介绍了电流模式电路的基本定义、性能特点和发展趋势,然后详细归纳了电流差分跨导放大器及其滤波和振荡电路的研究现状,同时全面地阐述了滤波器和振荡器的基本理论,最后在大量的文献阅读和理论分析的基础上,提出了一种电流模式双二阶滤波器电路和两种电流模式多相位正弦振荡器电路。论文的主要工作和创新成果如下:(1)提出了一种基于电流差分跨导放大器的电流模式双二阶滤波器电路。电路具有结构简单、易于集成、可电控调谐、灵敏度低以及多功能等优点。用TSMC0.18um CMOS工艺对所提出的电路进行PSPICE仿真,仿真结果充分说明了所提出的电流模式双二阶滤波器各方面性能均良好。(2)提出了两种电流模式多相位正弦振荡器电路:基于电流控制电流差分单元的电流模式多相正弦振荡电路和基于电流差分级联跨导放大器的电流模式多相正弦振荡电路。其中,基于电流控制电流差分单元的电流模式多相振荡电路结构简单,有源器件所含晶体管最少;仅使用一个接地电阻,且无需任何浮点元件,易于集成;2n(n≥2)个输出信号均等幅等相位差。对所提出的电路进行了PSPICE仿真,仿真结果与理论分析非常吻合。所提出的基于电流差分级联跨导放大器的电流模式多相振荡电路仅使用一个有源器件和少量接地无源元件,集成度高;工作电压低,功耗小;振荡条件和振荡频率可以独立地电控调谐;振荡频率高,适于高频应用;所有输出信号均在高输出阻抗端,易于级联。CADENCE仿真和硬件实验结果表明,所提出的多相振荡器正确可行。最后,论文对本文所做的工作进行了整体的总结并指出了今后工作的方向。