1 引 言

　　隨著VLSI技術(shù)的發(fā)展，電流模電路（Current ModeCircuit）的研究正在蓬勃發(fā)展。與電壓模電路相比，電流模電路具有頻寬大、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電源損耗較低及動(dòng)態(tài)范圍較寬等優(yōu)點(diǎn)。電流模式電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)把模擬集成電路帶進(jìn)了一個(gè)新階段?；贐JT（雙極型晶體管）實(shí)現(xiàn)的第二代電流控制傳輸器CCCⅡ（SecONd Gen-eration Current Controlled Conveyer）除了具有上述各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)外，尤其適合在高頻和高速信號(hào)領(lǐng)域中應(yīng)用，此外，電路中具有本質(zhì)電阻（Intrinsic ResiSTance）的特點(diǎn)又使得由它設(shè)計(jì)的電路更具彈性。目前基于CCCⅡ的n階電流模式濾波器，或大部分限于特殊類型（如低通）的濾波器，或電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，所用有源和無(wú)源器件較多。

　　CCCⅡ是法國(guó)學(xué)者Fabre于1996年在CCⅡ電路基礎(chǔ)上提出來(lái)的。它除了具有CCⅡ的優(yōu)點(diǎn)（動(dòng)態(tài)范圍大、線性度好、功耗低、頻帶寬）外，還克服CCⅡ的上述兩個(gè)不足，且基于CCCⅡ的濾波器不含外加電阻，便于集成。由CCCⅡ可以構(gòu)成多種形式的模擬電路，如濾波器、放大器及振蕩器等。由于CCCⅡ的電控性，使得基于CCCⅡ的濾波器及振蕩器的參數(shù)可以通過(guò)外接電流或電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　由于CCCⅡ僅含有單端或雙端輸出，用它設(shè)計(jì)電路時(shí)存在不足，不便于兼顧電流輸出與反饋，從而使電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。為此，本文在CCCⅡ的基礎(chǔ)上引入了MOCCCⅡ（多端輸出的電流控制第二代電流傳輸器）電路，提出了基于MOCCCⅡ的二階多功能電流模式濾波器，可以實(shí)現(xiàn)高通，帶通，低通，帶阻，全通功能。文中給出了電路的仿真結(jié)果和理論計(jì)算，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。

　　2 電路描述

　　圖1所示為MOCCClⅡ的電路符號(hào)。

　　圖2為所設(shè)計(jì)濾波器電路，該電路由2個(gè)MOCCCⅡ和2個(gè)接地電容構(gòu)成。

　　由端口特性，可得電路3個(gè)輸出端口的傳輸特性方程：

　　從以上看出電路通過(guò)電流輸出端JHP(S)，IHP(S)，ILP(S)可以分別實(shí)現(xiàn)高通，帶通，低通的功能。式(5)顯示品質(zhì)因子Q可以通過(guò)C1和C2實(shí)現(xiàn)可調(diào)；中心頻率ω0通過(guò)Rx實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可調(diào)，與品質(zhì)因子Q不相關(guān)。因此，電路可以分別實(shí)現(xiàn)特征參數(shù)ω0和Q的獨(dú)立可調(diào)。
　　帶阻和全通功能可以分別通過(guò)IBS(S)=IHP(S)+ILP(S)和IAP(S)=IHP(S)+IBP(S)+ILP(S)獲得。

　　5種濾波功能可以分別通過(guò)選擇不同的端口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　3 靈敏度分析

　　根據(jù)靈敏度的定義：得到的中心頻率ω0和品質(zhì)因素Q相對(duì)于電路元件(Rx1，Rx2，C1和C2)的靈敏度如表1，靈敏度不隨電路元件參數(shù)變化。

　　如表1所示，中心頻率ω0和品質(zhì)因素Q相對(duì)于電路元件的靈敏度很低。
　　4 設(shè)計(jì)舉例

　　為了驗(yàn)證理論分析的正確性，用PSpiee工具來(lái)仿真實(shí)際電路，并與理論值相比較。
　　作為實(shí)現(xiàn)電路特性的例子取中心頻率f0(=ω0／2π)=1 MHz，Q=1.0。

　　CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件。是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，CMOS常指保存計(jì)算機(jī)基本啟動(dòng)信息（如日期、時(shí)間、啟動(dòng)設(shè)置等）的芯片。有時(shí)人們會(huì)把CMOS和BIOS混稱，其實(shí)CMOS是主板上的一塊可讀寫的RAM芯片，是用來(lái)保存BIOS的硬件配置和用戶對(duì)某些參數(shù)的設(shè)定。CMOS可由主板的電池供電，即使系統(tǒng)掉電，信息也不會(huì)丟失。CMOS RAM本身只是一塊存儲(chǔ)器，只有數(shù)據(jù)保存功能。而對(duì)BIOS中各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定要通過(guò)專門的程序。BIOS設(shè)置程序一般都被廠商整合在芯片中，在開機(jī)時(shí)通過(guò)特定的按鍵就可進(jìn)入BIOS設(shè)置程序，方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。因此BIOS設(shè)置有時(shí)也被叫做CMOS設(shè)置。

　　用CMOS構(gòu)成的MOCCCⅡ做PSpice仿真的宏觀模型圖如圖3，圖4所示；設(shè)定其中的偏置電流Ibi(i=1，2)=6.0μA，C1=C2=6 pF，偏置電壓VDD=-VSS=1.85 V，Iin=1 μA，PMOS的寬長(zhǎng)是W=3 μm，L=2μm；NMOS的寬長(zhǎng)是W=3 μm，L=4μm。
　　用PSpice仿真，其仿真結(jié)果，幅頻和相頻曲線圖如圖5所示。他在很寬的頻率范圍內(nèi)都有效。

　　5 結(jié) 語(yǔ)

　　提出了一種新穎的基于MOCCCⅡ-C的二階多功能電流模式濾波器。驗(yàn)證了該電路能通過(guò)選擇不同的輸出端電流實(shí)現(xiàn)高通，帶通，低通，帶阻，全通5種功能，特性參數(shù)可以通過(guò)偏置電流和接地電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且具有很低的靈敏度，仿真結(jié)果驗(yàn)證了在較寬的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)良好，電路結(jié)構(gòu)容易用CMOS技術(shù)集成。