摘 要: 設(shè)計(jì)了一種電壓和電流跟隨能力強(qiáng), 低壓驅(qū)動(dòng)性能好的第二代電流傳輸器。采用SMIC 0.18um 工藝, 利用Spectre對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行了仿真。電源電壓為1.8 V, 輸入級(jí)采用軌對(duì)軌的結(jié)構(gòu), 有效地提高了信號(hào)的擺幅; 輸出級(jí)采用AB 類(lèi)推免輸出方式, 在降低電路功耗的同時(shí), 也提高了電流的驅(qū)動(dòng)能力。通過(guò)采用M OS 管與電容串聯(lián)的補(bǔ)償方式, 有效地改善了CCII+的頻率響應(yīng)特性。仿真結(jié)果表明, 該CCII+ 的- 3 dB 帶寬達(dá)709 MH z, X 端輸入電阻低于100歐母 , 電流驅(qū)動(dòng)能力為0. 05 mA- 2.5 mA, 電路功耗為140uW。

　　近年來(lái), 電流模式電路在模擬信號(hào)處理中受到了廣泛的關(guān)注, 與傳統(tǒng)的電壓模式電路相比, 電流模式電路具有速度高、頻帶寬、電源電壓低和功耗小等特點(diǎn)。第二代電流傳輸器( The Second Generat io nCurrent Conveyor, CCII) 就是典型的電流模式電路的代表。第二代電流傳輸器作為基本、重要的積木塊被廣泛應(yīng)用在通信系統(tǒng)電子電路、有源濾波器、模擬信號(hào)處理、A/ D 和D/ A 轉(zhuǎn)換器等許多方面。CCII 的性能優(yōu)劣主要取決于電流傳輸、電壓跟隨能力和輸出電流驅(qū)動(dòng)能力。因此, 要實(shí)現(xiàn)CCII 的高、寬擺幅、高電流驅(qū)動(dòng)能力和低功耗就必須采用合適的電路結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)[ 4] 采用軌到軌的輸入級(jí), 提高了共模輸入范圍, 但輸出級(jí)的電流驅(qū)動(dòng)能力較差。本文設(shè)計(jì)一種新型的低壓高電流驅(qū)動(dòng)能力的CMOS 電流傳輸器, 采用SMIC 0.18 um 的CMOS 工藝, 利用Spectr e 對(duì)電路進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明, 該電路可在1.8 V 的低電壓下工作,具有較低的X 端的輸入電阻, 能Vx / Vy 提供較高的帶寬, 以及較小的Iz / Ix 跟蹤誤差。

　　1 電路描述

　　1.1 第二代電流傳輸器

　　加拿大學(xué)者Smith 和Sedr a 在1968 年提出了第二代電流傳輸器, 其符號(hào)如圖1 所示。在理想情況下, CCII 的Y 輸入端和Z 輸出端的阻抗為無(wú)窮大, 而X 輸入端阻抗為零。同時(shí), X 端的電壓跟隨Y 端電壓, Z 端的電流復(fù)制X 端的電流。正向電流傳輸器( CCII + ) 或負(fù)向電流傳輸器( CCII - ) 的定義是根據(jù)Z 端電流方向而確定的。因此, CCII- 可以通過(guò)CCII+ 使用簡(jiǎn)單的電流鏡來(lái)改變電流方向而得到。CCII 是一個(gè)三端口器件, 其端口特性可用關(guān)系矩陣( 1) 描述:

圖1 第二代電流傳輸器.

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