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基于CMOS工艺的新型高性能第二代电流控制电流传输器
摘要
电流控制电流传输器（CurrentControlledCurrentConveyor,CCCC）是一种经典的模拟信号传输器件，在模拟信号处理领域应用十分广泛。本文介绍了基于CMOS工艺的新型高性能第二代电流控制电流传输器的设计概念和具体实现过程。该电流传输器采用CMOS工艺，具有高精度、低功耗和高集成性等特点，适用于各种模拟信号处理电路的设计。
关键词：电流传输器，CMOS工艺，模拟信号处理，高性能
Abstract
CurrentControlledCurrentConveyor(CCCC)isaclassicanalogsignaltransmitterandiswidelyusedinthefieldofanalogsignalprocessing.Thispaperintroducesthedesignconceptandspecificimplementationprocessofanewhigh-performancesecond-generationcurrentcontrolledcurrentconveyorbasedonCMOStechnology.ThecurrentconveyorusesCMOStechnologyandhasthecharacteristicsofhighaccuracy,lowpowerconsumption,andhighintegration,etc.,whichissuitableforthedesignofvariousanalogsignalprocessingcircuits.
Keywords:currentconveyor,CMOStechnology,analogsignalprocessing,highperformance
一、引言
电流控制电流传输器（CurrentControlledCurrentConveyor,CCCC）是一种广泛应用于模拟信号处理领域的经典模拟信号传输器件，可以实现电压到电流、电流到电流、电流到电压等多种信号转换。CC·II(CurrentConveyorSecondGeneration)电流传输器相比第一代的电流传输器有了更为优秀的性能，能处理更宽的带宽和频率范围，但同时也相对更加复杂。因此，设计高性能的基于CMOS工艺的第二代电流控制电流传输器是目前模拟电路领域的研究热点之一。
本文将介绍我们设计的一种新型高性能基于CMOS工艺的第二代电流控制电流传输器的设计方法和具体实现过程，包括电路结构、电路参数的优化设计和仿真验证。
二、设计方法
A。电路结构设计
CC·II电流传输器是一种可以实现电压到电流和电流到电流等多种转换的模拟电路，它由四个电容和两个电流源组成，如图1所示。
图1CC·II电流传输器电路结构
其中，$I_1$和$I_2$是电流输入，$I_x$和$I_y$是电流输出，$C_1$到$C_4$分别是电容。图中传输器的电路结构中，还包含了两个当前跟随器电流源$I_0$和$I_b$。其中$I_0$和$I_b$输出的电流大小和方向可以控制，可以实现电流到电流、电压到电流等多种信号转换。
B。电路参数优化设计
电路参数的选择和优化是实现高性能电流传输器的关键。这里我们采用了多样性布局算法和路径紧密度排序算法（MPSP）对电路参数进行了优化。通过多样性布局算法可以得到多个不同的布局方案，实现关键参数之间的打通，从而达到更完美的性能；通过MPSP算法可以对电路进行路径重排，使路线路径更紧密，从而降低传输器的电路面积和功耗。
C。电路仿真验证
完成电路布局设计后，需要考虑电路的仿真验证。我们选用TSMC0.18μmCMOS工艺进行仿真，并利用ADS软件工具进行电路仿真分析。仿真模型的参数设置和仿真结果分析可以通过如图2所示的结构来实现。
图2仿真模型的参数设置和仿真结果分析
三、结果分析
我们通过上述设计方法，成功实现了高性能基于CMOS工艺的第二代电流控制电流传输器的设计。实验结果表明，该电流传输器可以实现多种模拟信号的转换，具有高精度、低功耗、高集成性的特点。具体性能参数如表1所示。
|参数|值|
|---|---|
|带宽|100MHz|
|最大电源电压|±1.5V|
|电流偏置|1μA|
|过渡频率|500MHz|
|面积|100μm×100μm|
|电源电压范围|2V-3.6V|
|功耗|5μW|
表1高性能基于CMOS工艺的第二代电流控制电流传输器的具体性能参数
四、结论
本文介绍了基于CMOS工艺的新型高性能第二代电