電流差分跨導放大器及其高階濾波器設計研究.pdf

1、近幾十年來，由于在速度、帶寬和動態(tài)范圍等方面具有優(yōu)良的性能，電流模式電路已成為集成電路領域一個重要方向。電流模式連續(xù)時間濾波器是當前國內外微電子、集成電路系統(tǒng)學界研究的前沿課題，它在儀器儀表、電子測量、自動控制、通信等方面有著廣泛和良好的發(fā)展前景。作為電流模式電路在器件發(fā)展方面的最新發(fā)展成果，電流差分跨導放大器是嚴格意義上的電流模式電路，它繼承了電流模式電路的各種優(yōu)越性，國內外相關學者均展開了對電流差分跨導放大器及其各種應用電路的研究熱

2、潮，它在模擬信號處理方面，特別是電流模式連續(xù)時間濾波器的應用方面顯示出了較大的優(yōu)勢。本文研究了電流差分跨導放大器的電路實現(xiàn)及基于電流差分跨導放大器的高階電流模式濾波器的設計理論、設計方法和實現(xiàn)電路，創(chuàng)新性的工作包括以下幾個大的方面:
　　 (1)提出了低電壓高線性度寬帶電流差分跨導放大器。該電路由基于NMOS的電流差分電路和基于NMOS的交叉耦合跨導電路所組成，電路的交流通路具有全NMOS的結構。對該電路進行了詳細的Pspice

3、仿真，結果顯示出良好的性能:-3dB帶寬大約900MHz，電路功耗為2.48mW,輸入電流范圍為±100μA，在工作頻帶內，電流輸入阻抗低于20Ω，電流輸出阻抗超過3MΩ。所設計的集成電路能較好地滿足電流差分跨導放大器的端口特性。
　　 (2)提出了3種基于電流差分跨導放大器的電流模式高階濾波電路。針對現(xiàn)有基于電流差分跨導放大器的高階濾波器的研究尚存在不足的實際情況，在研究了多環(huán)反饋濾波器的系統(tǒng)設計方法的基礎上，提出了3種基于電

4、流差分跨導放大器的電流模式高階濾波電路:基于電流差分跨導放大器的電流模式n階通用濾波電路;基于電流差分跨導放大器的電流模式n階跳耦梯形濾波電路;基于電流差分跨導放大器的電流模式n階全平衡跳耦濾波電路。其中，基于電流差分跨導放大器的電流模式n階通用濾波電路具有電流模式多端輸入、單端輸出結構;通過合理設置輸入電流的接入數(shù)目和接入方式，電路能在不改變拓撲結構的情況下同時實現(xiàn)n階低通、高通、帶通、帶阻、全通五種濾波功能。在對無源梯形濾波器的結構

5、和信號流圖進行數(shù)學分析的基礎上，提出了基于電流差分跨導放大器的電流模式n階跳耦梯形濾波電路，電路結構簡單，采用最少的有源和無源器件并且沒有使用無源電阻，電路僅僅采用n個有源器件、n個接地電容實現(xiàn)n階電流模式濾波，具有功耗低和適合于IC制造的特點。為滿足設計中電流信號的雙端輸入和雙端輸出的要求，提出了基于電流差分跨導放大器的電流模式n階全平衡跳耦濾波電路，電路具有全平衡結構能有效地抑制偶次諧波和共模干擾信號。
　　 (3)提出了一