開關電流電路的非理想因素分析及其改進.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，實現(xiàn)單片混合模擬和數(shù)字集成電路成為集成電路設計發(fā)展的必然趨勢。在現(xiàn)代混合集成電路中極大部分的采用了數(shù)字電路，只有極小部分采用了模擬電路，因此，數(shù)字CMOS工藝成為工藝設計的必然。然而，開關電容電路無法與數(shù)字CMOS工藝完全兼容，這嚴重限制了混合集成電路的發(fā)展，開關電流技術正是在這種背景下提出的。
　　 開關電流技術是在1989年由Hughes等人提出的，是一種全新的、數(shù)字工藝的模擬取樣數(shù)據(jù)處理技術。開關電

2、流技術是電流域模擬取樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，與開關電容電路相比，具有如下顯著優(yōu)點：與數(shù)字CMOS工藝完全兼容；不需要高性能的線性浮置電容和運算放大器；具有高頻、低壓、低功耗和動態(tài)范圍大等特點。迄今，開關電流電路已發(fā)展成為低壓低耗大規(guī)模集成電路重要而關鍵的實現(xiàn)技術之一，并引起了國內外諸多學者的高度關注。
　　 本文首先介紹了開關電流電路的發(fā)展背景和現(xiàn)狀，及高性能開關電流的基本存儲單元和基本模塊，然后分析了在開關電流電路中用作開關和存儲管的非理

3、想MOS管所引起的非理想因素。這些非理想因素使得開關電流電路的實際工作性能與理想性能存在偏差，使之無法與開關電容電路相媲美，并嚴重影響了開關電流技術的實用化進程。因此，如何降低開關電流電路中非理想因素的影響，改善電路中的各種誤差成為一個重要的研究課題，也是本文的研究重點。
　　 本文詳細介紹了開關電流電路的各種非理想因素：失配誤差、電導比誤差、調整誤差、電荷注入誤差和噪聲誤差。針對影響開關電流電路性能的兩個主要誤差--電荷注入誤

4、差和電導比誤差，本文給出了相應的計算公式，并進行了重點分析。在負反饋技術和全差分電路的基礎上，根據(jù)開關晶體管關斷前消除反型層可以改善電荷注入誤差這一思想，提出了一種新型低誤差開關電流存儲單元，并進行了HSPICE仿真。仿真結果表明新型低誤差開關電流存儲單元有效地改善了非理想因素，其性能與CVS開關電流存儲單元的基本相同，有效地改善了基本存儲單元的誤差。然而，相比于CVS電路和時鐘饋通補償電路，新型低誤差開關電流存儲單元的電路結構簡單，且