《开关电流 数字工艺的模拟技术》求取 ⇩

目录1

第1章　绪论1

C.Toumazou,J.B.Hughes,1

N.C.Battersby1

1.1　VLSI工艺技术1

1.2　模拟困境1

1.3　开关电流2

1.4　数字工艺的模拟技术2

1.5　本书风格3

16.6.2.1 比为1∶1,1∶2和1∶4

1.6　小结5

参考文献6

2.2　模拟取样数据技术的发展7

2.2.1　早期工作7

第2章　模拟取样数据信号处理的发展N.C.Battersby,C.Toumazou7

2.1　引言7

2.2.2　斗链器件8

2.2.3　电荷耦合器件9

2.2.4　开关电容10

2.3　模拟取样数据信号处理的12

作用12

2.4　工艺趋势及其对模拟电路13

的影响13

2.5　电流模模拟信号处理17

2.6　小结18

参考文献18

3.1 引言23

3.2　开关电容基础知识23

第3章　开关电流结构和算法23

Macbeth23

J.B.Hughes,N.C.Bird,I.C.23

基本单元23

3.2.1　同相积分器24

3.2.2　反相积分器24

3.2.3　反相放大器25

3.2.4　通用积分器25

3.2.5　减法积分器25

3.2.6　开关电容特性27

3.3　开关电流系统27

3.4　延迟模块28

3.4.1　电流存储单元28

3.4.2　延迟单元29

3.4.3　延迟线29

3.5.1　同相积分器30

3.5　积分器模块30

3.5.2　同相阻尼积分器31

3.5.3　灵敏度33

3.5.4　反相阻尼积分器33

3.5.5　反相阻尼放大器33

3.5.6　通用积分器34

3.5.7　双线性z变换积分器35

3.5.8　与开关电容积分器36

的比较36

3.5.9　基于积分器的双二次36

二次节36

3.6　微分器模块39

3.6.1　反相微分器39

3.6.2　通用反相微分器40

3.6.3　同相微分器41

3.6.4　通用同相微分器42

3.6.5　双线性z变换微分器44

3.6.6　基于微分器的双二次节45

3.7　6阶低通滤波器的滤波器47

综合实例47

3.8　小结49

参考文献50

第4章　开关电流局限性和非理想性能J.B.Hughes,W.Redman-White52

4.1 引言52

4.2　失配误差52

4.2.1　单位增益电流存储器52

4.2.2　非单位增益电流存储器55

4.3　输出-输入电导比误差56

存储单元响应57

4.3.1　具有电导比误差的57

4.3.2　具有电导比误差的58

积分器响应58

的比较61

4.3.4　仿真61

4.3.3　与开关电容积分器61

4.4　调整误差62

4.4.1　欠阻尼响应62

4.4.2　临界阻尼响应63

4.4.3　过阻尼响应63

4.4.4　具有调整误差的65

存储单元响应65

4.4.5　具有调整误差的66

积分器响应66

4.4.7　仿真70

的比较70

4.4.6　与开关电容积分器70

4.5.1　开关电容电荷注入71

4.5　电荷注入误差71

4.5.2　电流存储器电荷注入72

4.5.3　电荷注入误差的分析76

4.5.4　具有电荷注入误差的77

存储单元响应77

4.5.5　具有电荷注入误差的79

积分器频率响应79

4.6　噪声误差82

4.6.1　开关电流存储单元的82

噪声分析82

4.6.1.1　仿真84

4.6.1.2　相关双取样85

4.6.1.3　动态范围85

4.6.2　积分器噪声分析87

4.6.2.1 仿真90

4.6.2.2　动态范围90

4.7　小结91

参考文献92

第5章　开关电流电路中的噪声94

S.J.Daubert94

5.1　概述94

5.2　晶体管噪声95

5.3　电流镜噪声96

5.4　电流拷贝器噪声98

5.4.1　电流拷贝器中开关和跨导器噪声的相对重要性99

5.4.2　传递函数方法101

5.5　小结106

参考文献106

6.1　引言107

6.2　反馈技术107

J.B.Hughes,K.W.Moulding,107

D.M.Pattullo107

第6章　开关电流电路设计技术107

6.2.1　运算放大器有源存储单元108

6.2.2　栅极接地有源存储单元110

6.2.3　简单共源-共栅组态111

存储单元111

6.2.4　折叠共源-共栅组态113

存储单元113

6.2.5　可调共源-共栅组态115

6.2.6　可调折叠共源-共栅116

组态存储单元116

6.2.7　积分器116

单元117

6.3.1　基本全差分电流存储117

6.3　全差分开关电流电路117

6.3.2　折叠共源-共栅组态全差分电流存储器和积分器119

6.3.3　单端到全差分的等效120

6.3.4　电荷注入122

6.4　小结126

参考文献128

7.2　存储单元129

第7章　甲乙类开关电流技术129

7.1 引言129

N.C.Battersby,C.Toumazou129

7.3　滤波器标准部件131

7.3.1　延迟单元131

7.3.2　积分器电路131

7.3.3　微分器电路132

7.4　性能局限性133

7.5　双二次滤波器实例135

7.6　小结136

感谢137

参考文献137

8.1 引言139

8.2　双二次滤波器节139

N.C.Battersby,C.Toumazou139

第8章　开关电流滤波器139

滤波器139

8.2.1　基于积分器的节140

8.2.2　实例：集成双二次141

滤波器141

8.2.3　基于微分器的节145

8.3　梯形滤波器146

8.3.1　实例：集成椭圆147

滤波器147

8.4　有限冲击响应（FIR）153

滤波器153

8.7.1　开关跨导概念154

8.7　开关跨导滤波器154

8.6　开关电容滤波器的转换154

8.5　波有源滤波器154

8.7.2　复合元件155

8.7.3　滤波器应用157

8.8　小结158

感谢159

参考文献159

第9章　开关电容转换为开关电流的方法G.W.Roberts,A.S.Sedra161

9.1　引言161

9.2　开关电流技术161

9.3　SI和SC积分电路信号164

流图（SFG）的比较164

9.4　具有有限个传输零点的167

SI滤波电路167

SI滤波电路171

9.5　采用双线性积分器的171

9.6　小结174

参考文献175

感谢175

第10章　开关电流视频信号处理177

J.B.Hughes,K.W.177

Moulding177

10.1 引言177

10.2　基本信号处理单元177

10.2.1　延迟线177

10.2.2　积分器和微分器单元179

10.2.3　有限冲击响应单元179

10.3　实际的SI信号处理单元179

10.3.1　有源负反馈179

10.3.2　全差分电路181

10.4.1.1　电导比误差182

10.4.1　传输误差182

10.4　存储单元设计182

10.4.1.2　电荷注入误差183

10.4.3　信噪比184

10.4.2.1　线性调整184

10.4.2　调整特性184

10.4.2.2　非线性调整184

10.5　视频集成测试电路186

10.5.1　输出波形186

10.5.2　幅度响应187

10.5.3　信噪比188

10.5.4　谐波失真189

10.5.5　性能小结190

10.6　讨论和小结191

参考文献191

附录10A192

附录10B193

附录10C194

11.1 引言和动力195

A.Rueda,A.Yúfera,J.L.195

Huertas195

第11章　开关电流波模拟滤波器195

11.2　波滤波器196

11.2.1　一般原理196

11.2.2　波滤波器综合方法199

11.2.3　定标技术200

11.3　开关电流波滤波器设计201

11.3.1　基本标准部件201

11.3.2　标准部件的局限性和非理想性203

11.4　可编程带通滤波器结构206

11.4.1　滤波器综合206

11.4.2　可编程滤波器实现207

11.5　设计实例208

参考文献212

11.6　小结212

数据转换215

12.1 引言215

第12章　算法的和流水线的A/D转换器D.Naim215

12.2 开关电流ADC的结构216

12.2.1 算法ADC216

12.2.2 流水线ADC217

12.2.3 小结217

12.3 标准部件218

12.3.1 电流取样器218

12.3.2　电流除2电路220

12.3.3　电流比较器221

12.3.4　开关电流电路中221

的开关221

12.3.5　小结222

12.4　转换器实现及其实例223

12.4.1　算法ADC223

12.4.2 流水线ADC224

12.5　局限性225

12.5.2　随机误差225

12.5.1 系统误差225

12.6　小结226

参考文献226

第13章　基于动态电流存储器的高分辨率算法A/D转换器P.Deval228

13.1 引言228

13.2　CMOS动态电流存储器228

13.3　减小存储电流的动态范围的转换算法229

13.4　转换误差230

13.5　用于循环ADC的动态231

存储器的设计231

13.5.1　存储器的等效231

时间常数231

13.5.2　电荷注入误差232

13.5.3　取样噪声235

13.5.4　漏电流236

13.5.5　输出电导237

13.5.6　电流比较239

13.5.7　比较器失调补偿240

13.5.8　限幅比较器输入240

电压240

电导241

13.5.10　输入多路复用器241

13.6　工艺定标241

13.5.9　控制取样开关的接通241

13.7　流水线转换器242

13.8　实验结果与测量242

13.9　小结244

感谢244

参考文献244

G.W.Roberts,P.J.Crawley247

14.1 引言247

标准部件247

第14章　开关电流∑-△转换器的247

14.2　∑-△A/D转换248

14.3 SI电路技术250

14.4 附加的电流模电路255

14.5 SI DISDM设计256

14.5.1 电流镜设计方法256

14.5.2 部件不变设计方法263

14.6 小结265

感谢265

参考文献265

第15章 连续校准D/A转换器267

W.Groeneveld,H.Schouwenaars,C.Bastiaansen,H.Termeer267

15.1　音频D/A转换器的精度267

15.1.1　引言267

15.1.2　线性考虑267

15.1.4　不完备性268

15.1.3　基本校准原理268

15.1.5　数值实例269

15.1.6　改善的校准技术270

15.1.7　连续电流校准271

15.2　16位音频D/A转换器272

结构272

15.2.1 方框图272

15.2.2　校准电路和电流单元272

15.2.3　测量结果273

15.3　校准噪声整形D/A276

转换器276

15.3.1　引言276

15.3.2　总设计考虑276

15.3.3　转换器结构考虑278

15.3.4　D/A转换器方框图279

15.3.5 基准电流调整279

15.3.7 双向校准电流单元280

15.3.6 数字连续校准280

15.3.8 测量结果281

15.4 小结282

感谢282

参考文献283

其他应用285

第16章 动态电流镜285

G.Wegmann285

16.1 引言285

16.2 电流拷贝器286

16.2.1　电流拷贝器与动态286

电流镜原理286

16.2.2　主要的精度限制286

16.2.3　共源共栅结构287

16.2.4　具有降低跨导gmm△288

的电流拷贝器288

16.2.5　动态电流镜结构289

（1∶1∶…∶1）290

16.2.6　多动态电流镜290

16.2.7　除法电流镜∶2分原理（Iout＝？）291

16.3.1　漏极电压变化的干扰293

16.3.1.1　输出电导gds293

16.3.1.2　容性分压器293

Cgd-C293

16.3　精度局限性293

16.3.1.3　直接的电荷294

流径294

16.3.2　漏电流294

16.3.3　模拟开关的电荷注入296

16.3.3.1 干扰参数296

16.3.3.2　策略296

16.3.3.3　取样开关导通297

电压的降低297

16.3.3.4　双相反馈298

16.4　噪声分析298

16.4.1　噪声源298

16.4.2　直接噪声源的分析299

16.4.3　取样和自动调零300

作用的描述300

16.4.4　取样和自动调零的301

分析：传递函数301

16.4.5　取样保持分量△Vh（f）302

的计算302

16.4.6　直接分量△VD（f）303

的计算303

16.4.7　自动调零传递函数303

16.4.8　电压噪声功率谱密度304

Sv（f）304

16.4.9.1　一阶和二阶低通滤波器的白噪声305

16.4.9　应用等效噪声带宽技305

术分析混叠效应305

16.4.9.2　电流拷贝器中的白噪声混叠效应306

16.4.9.3　一阶和二阶低通306

滤波器中的1/f306

噪声306

16.4.9.4　电流拷贝器中的1/f混叠效应307

白噪声308

16.4.10.2　基带中的噪声谱功率密度SVT（f）308

16.4.10.1　主晶体管Tm的308

Sv（f）308

16.4.10　噪声功率谱密度308

16.5 动态性能309

16.5.1 临界开关组态309

16.5.1.1 时钟延迟的309

影响309

16.5.2.1 调整时间常数310

选择310

输出电流的310

16.5.2 速度-精度折中310

影响310

16.5.1.2 对交流和直流310

16.5.2.2 速度-精度折中311

选择311

16.6 测量312

16.6.1 交流测量312

16.6.1.1 输入电压Vin（t）和输出电流Iout（t）的变化312

16.6.1.2 具有降低跨导值gmm的基本单元312

16.6.2 直流测量313

的乘法电流镜313

16.6.2.2 具有降低跨导值313

gmm△的基本单313

元313

影响314

16.6.2.3 时钟频率的314

16.6.3 噪声测量315

16.7 小结316

参考文献316

附录：16A318

附录：16B320

第17章 用于图像处理的开关电流细胞神经网络A.Rodriguez-Vázquez,S.Espejo,J.L.Huertas,R.Domínguez-Castro321

17.1 引言321

17.2 DTCNN模型322

17.2.1 网络结构和322

动态特性322

17.2.2 网络处理和工作323

模式323

17.3.1 胞元算子326

17.3.2 电流模复制和定标326

17.3 开关电流DTCNN的基本326

标准部件326

17.3.3 胞元非线性328

17.3.4 延迟部件329

17.3.5 电流模CNN概念上的330

胞元原理图330

17.4 CMOS电流模CNN设计331

问题331

17.4.1 CMOS电流镜电路：静态非理想性和尺寸方程331

算子非理想性333

17.4.2 CMOS电流模动态333

17.4.3 电流模部件的可编334

程性问题334

17.4.4 偏置电流的选择：面积、功率和可靠性335

17.5 输入-输出策略336

17.6 讨论和展望338

参考文献338

18.1 引言343

P.Wrighton,G.Taylor,I.Bell,C.Toumazou343

第18章 开关电流电路的测试343

测试，仿真和分析343

18.2 开关电流单元测试的344

基本概念344

18.2.1 开关电流单元中的344

故障的注入和仿真344

18.2.2 故障检测和检测345

能力的度量345

18.3 测试矢量分析346

18.3.1 测试激励信号周期347

的效应347

18.3.2 不同波形的测试349

激励信号349

18.3.2.1 总范围349

18.3.2.2 晶体管电平350

分析350

模式351

18.3.2.3 单故障组和故障351

18.4 开关电流单元的内建353

自检353

18.4.1 功能反向测试电路353

18.4.1.1 故障范围355

18.5 小结和未来的工作356

感谢356

参考文献356

第19章 开关电流滤波器的分析358

A.C.M.de Queiroz358

19.1 引言358

19.2 开关电流滤波器的频域358

结点分析358

19.3 基本算法的精心改进361

19.4 结点分析中的电压源361

19.5 z变换的插入法362

19.6 时域分析364

19.7 灵敏度分析365

19.8　小结370

参考文献371

第20章　开关电流存储器电路的372

非线性性能372

G.W.Roberts,P.J.Crawley372

20.1 引言372

20.2　基本存储单元的工作373

20.3　存储单元的小信号性能374

20.4　存储单元的大信号性能377

20.4.1　总谐波失真界限379

20.4.2　将THD界限与仿真381

结果进行比较381

20.4.3　THD界限的实验383

证明383

20.5　小结383

参考文献384

感谢384

未来方向385

第21章　GaAs MESFET开关电流电路C.Toumazou,N.C.Battersby385

21.1 引言385

21.2　用于模拟设计的GaAs与硅工艺技术之比较385

21.3　MESFET建模387

21.4　GaAs MESFET电流镜389

技术389

21.4.1　交叉耦合MESFET389

对389

21.4.2　线性电流镜389

21.4.3　共源-共栅连接390

21.5　在GaAs开关电容滤波器方面的前期工作391

21.6　朝向GaAs MESFET开关393

电流技术393

21.6.1　基本存储单元393

21.6.3　全差分、线性跨导GaAs开关电流单元394

21.6.2　线性同相存储单元394

21.6.4　通用积分器396

21.6.5　性能限制396

21.7　增强性能的电路方法397

21.7.1　虚设开关补偿398

21.7.2　共源-共栅连接的398

存储单元398

21.8　仿真结果399

21.8.1　全共源-共栅连接的399

存储单元399

21.8.2　阻尼积分器401

21.8.3　双二次滤波器举例402

21.9　讨论与小结403

感谢403

参考文献404

22.2　开关电流：数字工艺的模拟技术405

22.1 引言405

第22章　开关电流：目前技术发展水平和未来的方向C.Toumazou,N.C.Battersby,J.B.Hughes405

22.3　未来的研究方向409

22.4　趋向消除总存储单元409

误差的设计方案409

22.4.1　算法存储单元410

22.4.2　S2I存储单元411

22.4.3　噪声性能411

22.4.4　趋向低功率412

22.4.5　调谐电路412

22.4.6　滤波器标准部件412

22.4.7　数据转换器412

22.4.8　GaAs技术412

22.4.9　CAD，仿真和测试413

22.5　小结413

参考文献413

英汉名词术语对照414