开关电流电路主要误差的改善
4 仿真及结果
采用0.5 pm标准数字CMOS工艺对图6电路仿真,仿真参数如表1所示:
所有NMOS衬底接地,所有PMOS衬底接电源。所有开关管宽长比均为0.5/μm/0.5 μm。输入信号为振幅50μA,频率200 kHz的正弦信号,时钟频率5 MHz,V ref一2.4 V,VDD=5 V。表1中给出了主要晶体管仿真参数。HSpice仿真结果见图7(a)。对图1中第二代基本存储单元仿真结果见图7(b)。
从图7中可以看出,调整型共源共栅结构S2I电路大大提高了精度。图8(a)是图7的放大图,图8(b)是Matlab中的理想波形。从图8(a)可以看出,在A点时,输出开关断开,输入开关闭合,输出电流变为零。在AB区间内,输入信号对存储管的寄生电容充电。在B点,输出开关闭合,输入开关断开,输出电流为B点的电流值,半个时钟周期后,在C点,输出开关断开,输入开关闭合,继续重复上一周期对输入电流的采样一保持。整个电路全由MOS管构成,依靠晶体管的栅极寄生电容对输入信号采样一保持,所以可以与标准数字CMOS工艺兼容,与数字电路集成在1块芯片上。与Matlab中的理想波形对比后可以看出此电路的性能相当精确。
5 结 语
与开关电容电路相比,开关电流电路不需要线性浮置电容,能够与标准数字CMOS工艺兼容。但是由于误差的存在,至今无法完全取代开关电容电路。这里分析了开关电流电路中的时钟馈通误差与传输误差,并提出了解决办法,从仿真结果可以看出改进后的电路性能大大提高,精确完成了对输人信号的采样一保持。
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