CMOS电流运算放大器的设计和应用

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1、c№s电流运算放大嚣的设计和应用摘要本文简单介绍了模拟集成电路设计的发展和电流模电路的基础知识，以及电流模式电路的特点及发展方向。分析了电流模基本单元电路的组成和工作原理。本论文重点分析了采用跨阻跨导两级电路实现∞s电流运算放大器的原理，并且给出了具体的实现电路和模拟分析结果。同时本文提出了电流运算放大器的宏模型，并在此模型的基础上，从输入阻抗、输出阻抗和开环增益三个方面对电流运算放大器进行误差分析，其模拟分析结果与我们的理论分析完全一致。论文最后将本论文所设计的CMOS电流运算放大器作为伴随运放，用以把电压模电

2、路转换成电流模电路，所得的模拟结果相当理想。关键词：电流模关键词：电流一伴随这≤伴随运放伴随丞伴随网络五阶低通妊r波器五阶低通涎波器二阶高通蟛器二阶带通弩器CMOS电流运算放大器的设计和应用abstractAbstractThisarticleintroducesthedevelopmentoftheanalogintegratecircuitdesign，thefundamentalknowledge、characteristicandthedevelopmentaldirectionoftheCurrent-

3、modecircuitssimply．ThispaperanalyzethecomposingandtheprincipleofthebasiccelloftheCurrent-modecircuits．Thispaperanalyzethetheoryofthe删oSCurrentoperationalAmplifieremphaticallywhichconsistsoftheTransconductanceOperationalAmplifierwiththeTransresistanceOperation

4、alAmpIifier．TheinternalarchitectureoftrueCurrent-modeamplifierandtheirmainperformanceparameterswillbeintroduced．Thispaperbringsupamacromodelofthecurrentoperationalamplifier．AnalyzingtheerrorofthisB血cromodelintheinputresistance、outputresistanceandthecurrent—ga

5、in．Thesimulantresultisconsistentwiththeacademicanalysis．Finally。thisarticleappIiesthetextualCMOS-COAasaAdjointop—AⅢptotransformingthev01rage-modecircuitstothecurrent-modecircuits．Theresultofthesimulationisratherideal．Keywords：Current-modecircuits；AdjointOp咖；A

6、djointnetwork；5-orderlow-passfilter；2-orderhigh—passfilter；2-orderband-passfiItartCMOS电流运算放大器的设计和应用绪论第一章绪论§1．1模拟集成电路(IC)设计随着应用的不断增加，模拟集成电路设计变得日益重要。单片芯片上包括模拟和数字功能的混合信号集成电路的出现，已将模拟设计引到一个更先进的水平。模拟Ic设计在传统上曾受到工艺技术的阻碍，这是因为工艺技术一般是对数字电路进行优化的。这将导致表观的“设计时间综合症”【2]，即一个单片

7、Ic可能仅有20％的模拟功能，这些功能却要花费80％的设计时间。然而，这种状况现在正在改变。而且，作为新的更成熟的器件工艺技术，诸如真正互补硅双极(8JT)工艺、混合硅双极互补金属氧化物半导体(BiCMOS)工艺和砷化镓(GaAs)工艺等，正变得可资利用。随之而来的是，对新型模拟设计方法、技术和CAD工具的需求，这些需求对于未来成功的研制开发这些工艺技术是必需的。伴随着这些工艺技术的进步，模拟集成电路上器件的特征尺寸日益缩小，为模拟设计技术供能的电源电压逐渐降低。现代化的模拟集成电路设计从电流模处理的发展和应用中

8、获得了极大的推进，电流模处理正迅速地取代基于电压模设计的传统方法。§1．2电流模方法模拟设计在过去一直被认为是由电压主宰的信号处理形式。电压信号容易处理和获得是不可否认的。但是随着模拟技术的发展，电流信号的处理越发显得重要。按照传统的方法，一般在进行任何模拟信号处理之前，电流信号很容易就被变换到了电压域，尽管BJT和FET都是电流输出器件。在电流放大器中，晶体管的有用工作