基于第三代电流传输器的电流模式滤波器设计

摘要

电流模式滤波器由于具有高速、低功耗、动态范围大、且与VLSI技术兼容的特点，引起了滤波器研究领域的极大关注。 电流传输器(current conveyor简称CC)是电流模式电路的一种标准部件，目前，国内外对电流传输器的研究主要还是集中在第二代电流传输器(CCII)以及对CCII的改进技术上，而对第三代电流传输器(CCIII)及其改进电路的研究、基于CCIII的电流模式滤波器设计这方面的研究才起步。由于CCII只有单端输出，因此，在设计滤波器中存在两个不足：(1)电流信号直通和信号反馈不能兼顾，实现电流反馈将破坏其高输出阻抗特性，从而不利于电路级联。(2)电路设计较为复杂，所需有源及无源器件较多。第三代电流传输器相对CCII具有增益误差低、线性特性好、宽频率响应及高输出阻抗的特点，而基于CCIII的电流模式连续时间滤波器也因此成为最新的研究方向。因此，本文研究第三代电流传输器及其电流模式连续时间滤波器的设计方法，以现有的基于CCII的电路，着手设计基于第三代电流传输器的滤波器。 本文对第三代电流传输器的实现原理以及基本实现电路进行了详细的研究。第三代电流传输器基本型由于采用简单电流镜，输出阻抗偏低，使电路的DC和AO性能偏低。本文重新设计了电流镜结构，应用自偏置电流源和校准共源共栅电路组成电流镜，该电流镜具有较大的输出阻抗，提高了CCIII性能。此外，根据电压模式有源RC滤波器的特点，设计了基于CCIII的电流模式滤波器。所得的电流模式二阶滤波器结构简单，能实现二阶低通，高通，带通滤波，不仅无源和有源灵敏度都很低，而且当无源参数确定后，有源参数对极点频率W0不产生影响，W0保持恒定。HSPICE仿真表明，所提出的电路是可行的。最后，基于TSMC(0．35UM SIGE BICMOS3P3M)工艺和assura验证工具，完成了CCIII和基于CCIII的低通，高通，带通滤波器版图，并通过DRC和LVS验证。

目录

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英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2电流模式电路综述

1.3选题意义

1.4本文的主要研究工作

第二章电流传输器原理与滤波器基础理论

2.1 CMOS模拟集成电路的单元模块

2.2电流传输器概述

2.2.1第一代电流传输器(CCI)

2.2.2第二代电流传输器(CCII)

2.3电流模式有源滤波器

第三章第三代电流传输器原理与改进

3.1第三代电流传输器(CCⅢ)

3.1.1第三代电流传输器基本实现电路

3.1.2第三代电流传输器电路特性仿真

3.2对第三代电流传输器的改进

3.2.1高输出阻抗电流镜

3.2.2基于改进型电流镜的第三代电流传输器

第四章基于第三代电流传输器的滤波器设计

4.1变电压模式滤波器为电流模式滤波器方法

4.2由单OA滤波器导出基于CCIII-滤波器

4.2.1电流模式低通滤波器实现

4.2.2电流模式高通滤波器实现

4.2.3电流模式带通滤波器实现

4.3灵敏度与非理想性分析

4.3.1无源元件灵敏度

4.3.2有源元件灵敏度

4.4本章小结

第五章版图设计与验证

5.1集成电路版图需要考虑的因素

5.2电路版图与验证

5.3本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文