【正文】 ...................................................................................4 引 言 .......................................................................................................................... 4 電流傳送器的介紹 ...................................................................................................... 4 第一代電流傳送器 (CCI) ....................................................................................... 4 第二代電流傳送器（ CCII） ............................................................................... 6 第三代電流傳送器（ CCIII） ............................................................................ 10 第三章 電流傳送器的實(shí)現(xiàn) .......................................................................................... 12 CCl 的實(shí)現(xiàn) .................................................................................................................. 12 CCII 的實(shí)現(xiàn) ................................................................................................................. 14 第四章 模擬電感 ............................................................................................................ 16 基于 AD844 模擬電感的實(shí)現(xiàn)電路 .......................................................................... 16 接地電感的實(shí)現(xiàn)與模擬 ..................................................................................... 16 浮地電感的實(shí)現(xiàn)與模擬 .................................................................................. 18 常用模擬電感電路的分析 ....................................................................................... 22 第五章 基于電流傳送器濾波器的設(shè)計(jì) .................................................................. 26 濾波器的基礎(chǔ)知識 .................................................................................................... 26 高階濾波器的實(shí)現(xiàn)方法 ............................................................................................ 26 CCII 濾波器設(shè)計(jì)方法 ................................................................................................. 27 設(shè)計(jì)濾波器需考慮的因數(shù) ........................................................................................ 29 n 階梯形濾波器的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 30 舉例說明 —— CCII 五階梯形濾波器 ................................................................ 31 本章小結(jié) ................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………………………..35 致 謝 ………………………………………………………………………………………………………....36 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 引 言 集成電路應(yīng)用領(lǐng)域的方向 在現(xiàn)代社會 ,信息這個兩個字高度概括了這個社會的現(xiàn)代化的特點(diǎn) ,在如今現(xiàn)代化，信息化程度，快速上升的過程中 ,集成電路 (IC)芯片不可代替的作用也越來越明顯。從家用電器到 B 超、雷達(dá)、互聯(lián)網(wǎng)和人造衛(wèi)星等 ,芯片都被廣泛應(yīng)用 ,其應(yīng)用幾乎無處不在。 集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 在 1959 年設(shè)計(jì)出來的第一個集成電路只有 4 個晶體管 ,而現(xiàn)在 ,一個集成電路芯片上不僅集成了成萬上億個晶體管 ,而且有著十分強(qiáng)大的功能 ,是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶。集成電路技術(shù)經(jīng)歷了小規(guī)模階 段、中規(guī)模階段、大規(guī)模階段、超大規(guī)模階段 ,目前己進(jìn)入特大規(guī)模階段。集成電路產(chǎn)業(yè)將會是全世界經(jīng)濟(jì)的十分重要支柱產(chǎn)業(yè)。目前 , 20xx 年 中國集成電路 市場實(shí)現(xiàn) 了 銷售額 億元 ，并且以 增速 %增長。 根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國集成電路進(jìn)口額達(dá) 億美元，同比增速 %，出口方面，中國集成電路 20xx 年出口額為 億美元，同比增速 %。 集成電路，也被稱為 IC，模擬集成電路，數(shù)字集成電路和數(shù)字 /模擬混合集成電路三個集成的電路的類別可以劃分成不同的，根據(jù)其功能，結(jié)構(gòu)。模擬集成電路，也被稱為一 個線性電路，用于產(chǎn)生，放大和處理各種模擬信號（指的振幅隨時間變化的信號，例如手機(jī)的音頻信號，錄香機(jī)的卡碟信號等），其輸入和輸出信號轉(zhuǎn)換為成比例的關(guān)系。集成電路用來放大與處理的各種數(shù)字信號（指在時間和幅度上的離散值的信號。例如，3G 移動電話，數(shù)碼相機(jī)，計(jì)算機(jī)的 CPU，數(shù)字電視一些圖像和音頻信號的控制與調(diào)試）。集成電路產(chǎn)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲣N售的一般描述，其中不僅包括集成電路市場，包括 IP 核心市場，在 EDA 市場，包裝和測試市場，甚至延伸到設(shè)備，材料市場。 國有的最先進(jìn)的集成電路微處理器或多核處理器核心，可以控 制電腦到手機(jī)到數(shù)字微波。存儲器和 ASIC 其他 IC 的家庭是非常重要的現(xiàn)代信息社會的例子。雖然設(shè)計(jì)和開發(fā)一個復(fù)雜的集成電路成本都非常高，但通常以百萬計(jì)的產(chǎn)品分發(fā)到每個 IC 成本最小化。高性能 IC，短路徑，因?yàn)轶w積小，低功耗邏輯電路，開關(guān)速度快，應(yīng)用程序。多年來，在集成電路不斷發(fā)展，以更小的尺寸，從而使每個芯片可以被封裝的電路。這增加的每單位面積的容量，可以降低成本并提高功能 看到摩爾定律，集成電路中的晶體管數(shù)量每兩年翻一番?？傊?，作為維度滿分，幾乎所有的指標(biāo)，以改善 單位成本和湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 開關(guān)式電源消耗降低，以提高速度 。越來越多的設(shè)計(jì)人員的手中，從而使電路芯片的電子電路的發(fā)展趨向于小型化和高速化。已越來越多的應(yīng)用到簡單的數(shù)字邏輯集成電路的復(fù)雜的模擬電路。 僅有半世紀(jì)后，它的發(fā)展，集成電路變得無處不在，電腦，手機(jī)和其他數(shù)碼電器成為現(xiàn)代社會結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分。這是因?yàn)楝F(xiàn)代計(jì)算，通信，制造和運(yùn)輸系統(tǒng)，包括因特網(wǎng)，都依賴于集成電路的存在下。學(xué)者認(rèn)為，集成電路數(shù)字化革命是人類歷史上最重要的事件。 電流傳送器研究的意義以及目前研究狀況 電流傳送器研究的意義 1968 年 ,加拿大學(xué)者 和 提出了一種全新的模擬基本器件一一電流傳送器 (CurlentConveyer,簡稱 CC)。在之前，人們默認(rèn)于運(yùn)用電壓而不是電流作為信號的變量，并且決定電子電路的功能是依據(jù)處理電壓信號來判斷的，尤其是在模擬電子電路之中尤為突出，所以在模擬電子電路設(shè)計(jì)中電壓模式設(shè)計(jì)方法依舊占據(jù)的主導(dǎo)地位。在第一片商業(yè)用途的電壓模式集成運(yùn)算變壓器于 1965 年發(fā)明歷來，就更加確立了以電壓模式運(yùn)算變壓器為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)元件的模擬網(wǎng)絡(luò)電路在模擬信號處理中的主導(dǎo)地位。 在電流模式電路的發(fā)展近幾十年來在當(dāng)前接口電路（ A/D， D/A 轉(zhuǎn)換器）和數(shù)字 電路（邏輯門，觸發(fā)器，存儲 器 ），以及在模擬電路領(lǐng)域也有部分研究成果，在電壓模式電路的相對比 下 ，電流模式標(biāo)準(zhǔn)集成組件也可分為兩類，一是模擬信號處理電路通過采樣的離散時間，另一個是連續(xù)時間的模擬信號處理電路。主動態(tài)電流鏡和一個開關(guān)電路的電流的離散時間模擬電路模型，在嚴(yán)格意義上的一些設(shè)備可以概括的電流 /電壓?；旌想娐罚@是電流模式的主要部分，把它們轉(zhuǎn)化為電流模式電路由于其當(dāng)前的性能起著重要作用，例如電流傳輸器，電流反饋運(yùn)算放大器和跨導(dǎo)放大器等。而在這其中的電流模式電路使用，這是最常見的，最強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)模塊的功能是電 流傳輸器，它與其他電子元件組合成各種特殊要求的電路結(jié)構(gòu)，它可以實(shí)現(xiàn)多個模擬信號處理。而其他類型包括靜態(tài)電流鏡，跨導(dǎo)線性電路，電流傳輸器，電流反饋運(yùn)算放大器（放大器），跨導(dǎo)放大器，和上面講了部分組件，由于它的特殊性，將它們分類在電流模式電路。 根據(jù)電流傳輸器的特殊性，它有兩種輸入端，一種是電壓輸入端，另一種是電流輸入端，因此它能夠時間兩種模式的電路，一種是電壓模式電路，另一種是電流模式電路。不管在大小信號變化的特殊情況下，電流傳送器也能比相對應(yīng)的運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)更大帶寬下更高的電壓增益，所以依據(jù)這種特殊性，電流 傳送器能夠在不久的將來替代運(yùn)算放大器成為最重要的電路設(shè)計(jì)元件，部分科學(xué)家已經(jīng)發(fā)出這樣的預(yù)言。 CMOS 工藝因?yàn)樗鼡碛性S多優(yōu)良的特點(diǎn)，使其一步步成為最為普遍使用的集成電路設(shè)計(jì)工藝，比如其輸入阻抗高、集成度高、占有芯片面積小、良好的抗輻射效果和較低的功耗都讓其它工藝望湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 其項(xiàng)背。盡管只擁有著幾十年歷史的電流傳送器，但是它優(yōu)良的特性正逐步引起世界各個領(lǐng)域的廣泛重視與研究。 電流傳送器目前的研究現(xiàn)狀 近年來，隨著巨大的潛在優(yōu)勢逐漸發(fā)現(xiàn)電流信號變量和信號處理電路，提高了電流模式電路的電子電路的新發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)，電 流模式電路可以解決電壓模式電路的問題。獲得更好的性能，更快，更好的帶寬，動態(tài)范圍。研究表明，在高頻率，高速信號處理，電流模式電路的設(shè)計(jì)方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電壓模式，電流模式電路的設(shè)計(jì)方法，將使模擬集成電路的現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用推進(jìn)到一個新的高度。目前， CMOS 技術(shù)設(shè)計(jì)的電流輸送機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)吸引了更多的研究者的重視，已經(jīng)有很多的電流傳送器的優(yōu)越的性能，應(yīng)用于設(shè)計(jì)濾波器，振蕩器，測量儀器等。 雖然電流傳輸器只有幾十年的歷史，但它已經(jīng)吸引了越來越多的關(guān)注，我相信會有更多更好的電流模式電路，對近期的表現(xiàn)。隨著超大規(guī)模集成電 路理論的迅速發(fā)展，對連續(xù)時間濾波器的模擬電流模式信號處理電路公認(rèn)的理論高度研究。主要原因是電流模式電路具有速度快的優(yōu)點(diǎn)，寬帶，高精度和一系列具體電路的電壓模式，實(shí)現(xiàn)適合于超大規(guī)模集成電路技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更好的性能。事實(shí)上，早在 1989 年初， “電流模式信號處理 ”的話題包括 IEEE 電路與系統(tǒng)問題的國際會議，已成為模擬信號處理的一個重要研究方向。毫無疑問，在不久的將來，電流模式電路將變化的電壓模式規(guī)則的模擬情境，信號處理領(lǐng)域中的兩種，優(yōu)勢互補(bǔ)的新局面的形成。 本文內(nèi)容安排 本文是根據(jù)高速模擬集成電路的基本 部件，電流控制傳送器進(jìn)行分析和研究的。分析了電流模式集成電路的重要性，電流控制傳送器電路設(shè)計(jì)研究的必要性和重要性 ,介紹了電流傳送器電路的發(fā)展?fàn)顩r ,針對第二代電流傳送器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路原理進(jìn)行了分析 ,通過改進(jìn)第二 代 電流傳送器 設(shè)計(jì)高階濾波器 。全面總結(jié)了電流傳送器作為通用性很強(qiáng)的積木部件，完成有源網(wǎng)絡(luò)元件模擬以及模擬信號運(yùn)算的應(yīng)用，簡單濾波器電路和振蕩器電路的設(shè)計(jì)；敘述了等效電路替代法以及多環(huán)反饋法，提出了多項(xiàng)式線性組合法來設(shè)計(jì)高階電流模式濾波器的辦法。 介紹了模擬集成電路在當(dāng)代社會中的重要性和集成電路研究的必要 性，從電流傳送器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手 ,在給出其模型電路的基礎(chǔ)上 ,闡述了電流傳送器的基本工作原理。