【正文】 大 學(xué) 瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評 閱人評語 評閱人： （簽名） 年 月 日 評閱人評定成績： 湖 南 科 技 大 學(xué) 瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄 日期： 學(xué)生： 學(xué)號： 班級： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會下列材料： 1 設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁 3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 答辯委員會 評語： 答辯委員會主任： （簽名） 委員： （簽名） （簽名） （簽名） （簽名） 答辯成績： 總評成績： 摘 要 本文介紹并分析了電流傳送器的基本鏡像電流源以及電壓跟隨器模塊電路。完成了對電壓跟隨器的設(shè)計(jì)是基于混合跨導(dǎo)線性回路，引入了跨導(dǎo)線性原理。 本文系統(tǒng)總結(jié)和提出了以電流控制傳送器為積木部件設(shè)計(jì)運(yùn)算器件、有源器件、濾波器和振蕩器等等的一些方法，所設(shè)計(jì)出來的電路不僅易于集成，并且具有輸出可調(diào)的特點(diǎn)。而且提出了多項(xiàng)式線性組合法，運(yùn)用該方法不但能組裝出所要求的高階電流濾波器，而且能在不改變物理結(jié)構(gòu)的情況下，根據(jù)電流控制傳送器的特性，調(diào)整其偏置電流，成功地實(shí)現(xiàn)了濾波器輸出特性的改變。 模擬集成電路 。 translinear loop。 analog integrated circuit。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。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。 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(gè)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)。集成電路用來放大與處理的各種數(shù)字信號（指在時(shí)間和幅度上的離散值的信號。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。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。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。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。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。 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。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。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(shí)間，另一個(gè)是連續(xù)時(shí)間的模擬信號處理電路。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(gè)模擬信號處理。 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(shí)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。 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。 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。獲得更好的性能，更快，更好的帶寬，動態(tài)范圍。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。隨著超大規(guī)模集成電 路理論的迅速發(fā)展，對連續(xù)時(shí)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。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(gè)重要研究方向。 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。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。 全面歸納了電流傳送器作為有源器件的有源網(wǎng)絡(luò)元件模擬電路、模擬信號運(yùn)算電路 ,并著重闡述了一種基于電流傳送器的 高階濾波器模擬電感。它是第一個(gè)電流模式通配符功能塊。與通用電壓模式運(yùn)算放大器，電流變送器模式運(yùn)算放大器在這一點(diǎn)上是相似的。 研究的結(jié)果表明，在高頻率領(lǐng)域的，高速的信號處理，電流模式電路設(shè)計(jì)方法是電壓模式，以取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電流模式電路現(xiàn)代模擬集成電路的發(fā)展和應(yīng)用推進(jìn)到了一個(gè)新的階段。此外，自成末的 Y 值（當(dāng)前的輸送機(jī)，帶有一個(gè)電壓愉）和電流因此，輸入端（ x）的，當(dāng)前的輸送機(jī)的使用，都可以很容易地實(shí)現(xiàn)電壓模式的信號處理電路，電流模式信號處理電路也可以很容易地實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，目前輸送電流傳送器及其應(yīng)用電路的研究和開發(fā)的集成電路設(shè)計(jì)師在市場上引起越來越多的關(guān)注，現(xiàn)在有一系列的電流傳送器集成設(shè)備（如 AD844， PA630 ）。本章介紹各種類型的電流輸送，電流傳輸?shù)幕靖拍?，其在各方面的?yīng)用。 電流傳送器的介紹 第一代電流傳送器 (CCI) 第一代電流傳輸器 (CCI)于 1968 年由 Smith 和 Sedra 共同提出，其理想輸出與輸入特性見式（ ），矩 陣中各變量均表示總瞬時(shí)量，且 c =177。當(dāng) c =+1 時(shí)表示 Z 端和 X 端電流同時(shí)流入或流出電流傳送器，得到 CCI+。 CCI 的電路符號及理想的零子 任意子模型，見圖 中的 a)與 b)。假設(shè)這個(gè)輸入電流 I 傳入輸入端 X 的話，那么有相同量的電流 I 經(jīng)過輸入端 Y，在此，傳輸?shù)捷敵龆?Z的則是電流 I。通過 Y端電壓，可以決定進(jìn)入 X 端的電流與該端的電壓毫無聯(lián)系，那么加在 Y 端上面的電壓于通過 X 端電流決定的通過 Y 端的電流毫無關(guān)系。 () a) CCI 電路符號 b) CCI 的零子－任意模型 圖 CCI 電路符號及等效模型 在 1968 年，史密斯等人。如圖 所示， a)為 CCI +， b)為 CCI－?？梢宰C明，通過晶體管的流經(jīng) Q3， Q4， Q5 的電流是相等的。通過對圖 )和 b)兩者相互參考下， CCI－可以是在圖示的原來的 CCI+上的電路，通過增加相應(yīng)的輸出端口 Q5 由 PNP 管 Q6和 Q7 組成的反向電流鏡得到。不但可以使用交流信號。 當(dāng)前輸送機(jī)的早期應(yīng)用是一種替代示波器電流探頭且基于霍爾效應(yīng)的一種寬帶測量部件裝置。 圖 CCI 內(nèi)部電路原理圖 第二代電流傳送器（ CCII） 為增加電流傳送器的通用性，第二代電流傳輸器 (CCII)于 1970 年由 Smith 和 Sedra 將其特性加以改，沒有電流流入 Y 輸入端口的第二代電流傳送器，通過使用證明它比第一代電流傳送器 (CCI)更加具有實(shí)用性。 ( ) 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 當(dāng) C =1 時(shí)， Z 側(cè)和 X 終端電流流入或流出電流傳送器 CCII+。 221。 X 側(cè)的電流被放大，并傳送到 Z 端子，高阻抗輸出 電路符號和理想的零子 –任意子模型，分別見圖 和圖 。對于 CCII 流動到 X 客戶端綁定到 Z 流出側(cè)，因此，直到受控電流源，因此 CCII 的等效電路的單偶極零表示，如圖所示。從圖中可以看出，運(yùn)算放大器 A1 使得 X 端和 Y 端的電壓等于運(yùn)算放大器的使用，使對 Z－端輸出的 X 側(cè)的輸入電流等于當(dāng)前虛擬過電流的特點(diǎn)。 CCII 實(shí)際上是由電壓跟隨器和電流跟隨器的組合，在 CCII+電流跟隨器的最直接的方法是使用一個(gè)簡單的電流反射鏡，需要增加兩個(gè)交叉耦合的電流，而在 CCII，其優(yōu)異的性能實(shí)現(xiàn)可控源阻抗變壓器的阻抗逆變器，旋轉(zhuǎn)以及各種廣泛的應(yīng)用模擬組件。第二代電流傳輸器（ CCII）只有一個(gè)輸出端，這是 難以實(shí)現(xiàn)的高阻抗的輸出電流的電流反饋通過以下方式獲得。 圖 第二代負(fù)向電流傳輸器 (CCII)的晶體管模型圖 從第二代電流傳輸器原理的分析可以得出，信息可以被看作是一個(gè)理想的 MOS 晶體管。如果晶體管是理想的，它的VAS 值接近于零，在這種情況下，在電網(wǎng)電壓會導(dǎo)致電壓有一個(gè)平等的源代碼級的。注入電流源將被發(fā)送到漏 ，泄漏和阻抗水平是無限的（ Z 發(fā)射機(jī)）。然而，在這種 CCII電路實(shí)現(xiàn)中，電流只可以從 X 端流出。由此可以 得，湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 如果將一對互補(bǔ)的 MOS 管放置在運(yùn)算放大器的反饋環(huán)路中，就可以實(shí)現(xiàn)在 X 端有雙相電流流動的 CCII 電路，如圖 27 所示。顯然這是一個(gè)正向 CCII （ CCII+, Z 端電流和 X 端電流方向一致 )。 圖 CCII的理想晶體管模型圖 圖 第二代正向電流傳輸器 (CCII 十 )的示意圖 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 CCII的示意圖 如圖 和 ，分別顯示， CCII+和 CCII， M1 和 M2 的晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器，實(shí)現(xiàn)了 X 終端的電壓跟隨器 Y 端子電壓。 CMOS 實(shí)現(xiàn) MOCCII 已經(jīng)大量報(bào)道。 MOCCII 獲得了廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的電壓或電流模式濾波器的設(shè)計(jì)和振蕩器的設(shè)計(jì)。相比前兩代的電流輸送（ CCI，CCII），第三代指揮及控制通訊系統(tǒng)低增益誤差，線性不錯(cuò)，寬闊的頻率響應(yīng)特性，高輸出阻抗特性的電路符號如圖所示。 CCIII 電路符號如圖 中 a)所示，其可通過兩個(gè)雙輸出 CCII+元件按圖 中的 b)所示連接后實(shí)現(xiàn)，理想的 CCIII 輸入輸出特性矩陣為式 。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第三章 電流傳送器的實(shí)現(xiàn) CCl 的實(shí)現(xiàn) CCI 電路實(shí)現(xiàn)早期的分立元件，如圖 )所示。迫使電流等于晶體管 Q1 和 Q2，電壓降 BEV 相等 。 圖 第一代電流傳輸器的管級實(shí)現(xiàn)圖 在 60 年代，沒有設(shè)備高質(zhì)量達(dá)到互補(bǔ)是阻礙制造 CCI 基于集成 形 式 的主要原因。應(yīng)用 CCI 早期是為了取代基于霍爾效應(yīng)的示波器電流探頭，寬帶電流測量裝置；另一個(gè)是作為一個(gè)負(fù)阻抗轉(zhuǎn)換器（ NIC）。因此， X 和 Y 端口電 壓和當(dāng)前曲目對方的。在所有的晶體管的線性操作的所有運(yùn)行時(shí)關(guān)閉，然后每個(gè)電阻器的電源電壓的