电流模式全波整流电路基于单MZC-CDTA

抽象

此提出了一种基于单一改性Z上的电流模式全波整流器复制电流差跨导放大器（MZC-CDTA）和两个开关。电路简单，适合于IC实现。该电路的功能是验证使用0.35 SPICE仿真 μ米TSMC CMOS工艺参数。

1.简介

全波整流器在各种应用[使用五-8]如信号极性检测器，平均电路，峰值检测器，限幅器电路，和幅度调制信号检测器。以往，全波整流器是使用运算放大器，其不能够操作的在由于压摆率更高的频率和固定的增益带宽积的局限性[实施9]。由于其固有的宽带宽电流模式方法，其几乎是独立的闭环增益，大于线性的，和大的动态范围[9]产生了很多兴趣爱好，并显著研究工作已经针对开发基于这一做法的新活动块。在这些块，CDTA [10-12]已经得到相当的重视作为外部电阻器可通过CDTA的TA块来实现，由此降低/避免在基于CDTA [应用外部电阻的使用12]和制备这些适于片上实现。另外，由于低输入阻抗端，CDTA是从寄生电容自由，因此是适合于高频操作。这就造成了广泛的基于CDTA的应用[发展1-4，11-17]。

使用CDTA [A多种FWR电路的1-4]已文献报道。中提出的基于CDTA-FWR电路[1-3]使用单CDTA，而配置在[报道4]采用两个CDTAs和一个多输出电流跟随器。结构[1，2，4]使用4个pn结二极管，而2个肖特基二极管中使用的3]。此外，辅助偏置被用在[1]和接地电阻器被用在[4]。在本文中，用于设计一个基于CDTA电流模式的全波整流器的新方法（FWR）构型呈现。所提出的电流模式FWR配置使用称为MZC-CDTA（改良式Z复制CDTA）和两个MOS开关的单个CDTA。基于CDTA-FWR电路的特点总结表1。可以注意到，所提出的使用FWR相似多个有源元件，如给定的[3]。然而，使用MOS开关使它更适合从一体化的观点。该电路的功能是验证与SPICE仿真使用0.35 米TSMC CMOS工艺参数。

2.电路描述

MZC-CDTA的电路符号显示在图1。它类似于ZC-全面性协定，除了额外的港口。所述MZC-CDTA的端口关系的特征在于由下面的矩阵： 哪里是MZC-全面性协定的跨导。MZC-CDTA的基于CMOS的内部电路在图中描绘了2和基于在[给出的CDTA概略1]。跨导的值（）表示为 其可以通过偏置电流进行调节的MZC-CDTA。

所提出的基于MZC-CDTA-全波整流器示于图3。它使用一个单一MZC-CDTA和两个MOS开关（和），其连接在和端口，分别。该端口是开放的，它的电压会接近到要么根据当前流入终奌站。此外，作为终端电路的也没有得出任何电流，因此对于小电流输入，将它饱和到电源电压，产生 在任何时刻，任何的两个晶体管和将处于导通状态的电流通过和港口是异相。晶体管会ON为正输入电流，而负输入电流会带来晶体管在ON状态从而使单向电流。

3.非理想分析

该电路的实际行为可以从理想的偏离是由于在从当前的传输错误和终端，和终端和也电流和终端。从目前传递和端口，和端口可从统一值有所不同，并且这些跟踪误差由下式表示和。从跨导传递不准确至和端口是通过建模。考虑到不准确此前描述，输出电流变的值的单向电流。取决于内部结构和利用技术，跟踪误差，和也有其影响在高频时表现一阶低通滚降。

除了在当前的传送错误，也有在寄生阻抗和端口（电阻和）和分路输出阻抗（//）在港口，，，  和。输入电流在施加端口在所提出的电路和端口是开放的，所以在电阻和端口不把限制在电路的行为。阻抗在，，，和港口将在更高的工作频率的影响。

4.模拟结果

所提出的电流型整流器的功能是使用图的MZC-CDTA示意验证2。TSMC 0.35的模型参数 μ的米CMOS工艺和电源电压的 V are used. The aspect ratios of various transistors are taken from [16]，和60的偏置电流 μ使用。图的电路3is excited by a 10 KHz, 20 μ正弦电流信号。在研制电压的时域行为端口由于输入电流显示在图4。对于输入电流的正半周期中，负电压以开发端口这又使得该晶体管通，而晶体管保持为OFF，因此输出电流等于为正半周期输入电流。输入电流品牌的负半周端口电压在正与匝晶体管上。通过晶体管的电流超出与输入电流相位，因此，输出电流将是正的。下正弦激励所提出的电路的输入和输出电流显示在图五并符合理论预测。模拟的纹波系数曲线绘制在图6它的值是大约0.5。数字7示出了该电路的下正弦激励的响应。该simulated total power consumption of the circuit is 14 mW.

所提出的电路的DC响应进行了研究和传输特性显示在图6。可以注意到，所提出的电路的行为是线性的对输入电流-300之间的范围内 μA和300 μA的0.967和0.993的正斜率和负斜率，分别观察到。斜率从统一值的偏差可以是属性CDTA非理想。

所提出的电路也被测试，以判断谐波失真在信号的输出电平。所述％THD结果显示在图9这表明输出失真大约为22％输入电流高达300 μ一个。

五，结论

单基于MZC-CDTA电流模式全波整流器呈现于本文。它使用两个开关。由于电路只使用MOS晶体管，它适合于IC实现。使用0.35 SPICE仿真结果 μ米TSMC CMOS工艺参数，支持理论给出的（见图8）。

参考

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