低电压低功耗FTFN及其在模拟集成电路设计中的应用研究

摘要

该文系统地阐述了低电压、低功耗模拟集成电路设计研究的必要性和重要性;介绍了电流增益可调的四端浮地零器、多输出四端浮地零器、CMOS全平衡四端浮地零器的电路原理及其在模拟集成电路设计中的应用.在深入讨论四端浮地零器在一阶,二阶有源滤波器设计中的应用的基础上提出了一个用多输出四端浮地零器实现的的电流模式二阶多功能滤波器,该滤波器能同时实现低通、高通、带通、带阻等功能,并用PSPICE对此电路结构进行了仿真,仿真结果与理论分析是相符的.针对当前的系统大部分都是由模拟电路和数字电路在同一块芯片上集成的情况,该文提出了一个用COMS全平衡结构四端浮地零器实现的二阶电压模式通用滤波器和一个用COMS全平衡结构四端浮地零器实现的二阶电流模式通用滤波器,这两个电路都具有多滤波功能、固有频率ω<,0>独立调节、很低的无源灵敏度、低功耗、适合于模数混合集成电路、不用任何匹配就能实现全通功能等特点,同时用PSPICE仿真证实了这两种电路结构的可行性.此外还对四端浮地零器在有源网络设计、阻抗元件的模拟和振荡器设计的应用进行了探讨,着重讨论了基于四端浮地零器的电流模式传输函数的实现、用FTFN实现串联或并联电阻—电感(R-L)、串联或并联电容—频变负阻(C-D)、串联或并联(-R)—(-L)、串联或并联(-C)—(-D)仿真电路以及四端浮地零器在正弦振荡器设计中的应用研究,并用PSPICE对相关电路进行了仿真,仿真结果和理论分析是一致的.

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1引言

1.2本文研究的目的及必要性

1.3本文的内容及主要的研究工作

第2章 低电压低功耗四端浮地零器件实现研究

2.1四端浮地零器及基本工作原理

2.1.1零子和极子

2.1.2 FTFN零器模型及其现

2.2电流增益可调的FTFN

2.2.1跨导线性原理

2.2.2电流增益可调的电路镜

2.2.3电流增益可调的FTFN

2.3多输出四端浮地零器

2.3.1一种简单的多输出四端浮地器

2.3.2一种新颖的基于跨导线性的多输出FTFN

2.4 CMOS全平衡四端浮地零器

2.4.1 FBFTFN零器模型

2.4.2 FBFTFN的电路实现

2.5本章小结

第3章 FTFN在有源滤波器设计中的应用研究

3.1采用单个FTFN的电压模式滤波器

3.1.1通用电路描述

3.1.2无源灵敏度分析

3.2电流模式单FTFN二阶全通/陷波滤波器

3.2.1二阶全通/陷波滤波器实现

3.2.2计算机仿真

3.3基于多输出四端浮地零器的电流模式二阶滤波器

3.3.1电路描述

3.3.2多输出FTFN非理想因素的影响

3.3.3仿真分析

3.4基于FBFTFN的电压模式通用滤波器设计

3.4.1电路描述

3.4.2仿真分析

3.5一种基于FBFTFN的电流模式通用滤波器的设计

3.5.1电路描述

3.5.2仿真分析

3.6本章小结

第4章FTFN在有源网络综合和阻抗仿真中的应用研究

4.1基于FTFN的电流模式传输函数的实现研究

4.1.1变换步骤

4.1.2应用举例

4.2基于FTFN的模拟阻抗的研究

4.2.1电路实现

4.2.2仿真分析

4.3本章小结

第5章FTFN在正弦振荡器设计中的应用研究

5.1基于单个FTFN的电流模式正弦振荡器研究

5.1.1通用电路描述

5.1.2实验结果

5.2基于单FTFN的最少无源元件的振荡器的设计研究

5.2.1电路描述

5.2.2灵敏度分析

5.3本章小结

结论

参考文献

致谢

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