多功能AB类四象限模拟乘法器李志军1,曾以成2(1.湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭411105;2.湘潭大学光电工程系,湖南湘潭411105)��摘�要:�在AB类电流镜基础上应用跨导线性原理设计出一种新颖的电流平方/电流跟随器,并以该模块为基本单元综合设计出一种多功能的四象限模拟乘法器.该乘法器在内部结构和元件参数不变的情况下,根据输入、输出信号的选择可以实现电压模式和电流模式乘法器.采用TSMC0�35�mCMOS集成工艺对电路进行PSPICE仿真测试,结果表明提出的电路具有带宽宽、功耗低、线性度好等优点,可以作为一个基本模块在电流模式和电压模式电路中应用.关键词:�多功能;跨导线性;AB类;电流平方/电流跟随器;模拟乘法器中图分类号:�TN713���文献标识码:�A���文章编号:�0372-2112(2011)11-2696-05AVersatileClass-ABFou-rQuadrantAnalogMultiplierLIZh-ijun1,ZENGY-icheng2(1.CollegeofInformationEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan,Hunan411105,China;2.DepartmentofOptoelectronicEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan,Hunan411105,China)Abstract:�Aversatileclass-ABanalogmultiplierwaspresentedinthispaper.Thecurrentsquarer/currentfollower,basedonclass-ABcurrentmirrorandMOStrans-linear(TL)principle,isthebasicbuildingblockinrealizationscheme.Sincethemultipliercanbedrivenbycurrent,voltageorbothvoltageandcurrentwithoutchangingtheinternalcircuitstructureandelementparameters,soitisaversatileanalogmultiplier.Themajoradvantagesofthismultiplierarewideband-width,lowpowerconsumption,andgoodlinearity.Asaresult,itcanbeconsideredasausefulbuildingblockincurren-tmodeandvoltage-modecircuits.PSPICEsimulatorwithTSMC0�35�mCMOStechnologyparametersisemployedtoverifythecircuit.Keywords:�versatile;trans-linear;class-AB;currentsquarer/currentfollower;analogmultiplier1�引言��模拟乘法器作为模拟IC的基本单元,广泛用于人工神经网络、自适应滤波、调制与解调及其它信号处理电路中[1].当前,为了提高集成度和适应电池供电系统的要求,低电源电压已成为数模混合集成系统设计的主要目标.近年来,已经设计出一些适用于低电压工作的电压模式和电流模式乘法器,其中对电压模式乘法器的设计主要采用Gilbert单元,该方法实现的乘法器增益因子与MOS的参数密切相关,线性度受外界环境影响很大[2,3].由于电流模式乘法器在电源电压、功耗、线性度、频带范围等方面与电压模式乘法器相比具有较明显的优势,所以电流模式乘法器的研究受到了更广泛的重视[4].电流模式乘法器的设计主要采用以下三种方法:(1)利用MOS跨导线性原理.当MOS管工作在亚阈值区时,可以降低电源电压,但带宽和输入信号范围受到影响[5~8];当MOS管工作在饱和区时可以获得良好的线性度和带宽,但电源电压相对较高[9].(2)利用MOS管的平方特性.由于该方法需要在输入信号中叠加较大的偏置电流使MOS管工作在饱和区,因而电源的功耗较高[10,11].(3)利用AB类电流镜单元.由于MOS管工作在AB状态下,该方法实现的电路电源电压较低,且输入信号中不需要叠加静态偏置电流[12,13].在基本AB类电流镜的基础上[14]我们设计出一种新的电流平方/电流跟随器,并以它为基本模块,构建了一个多功能的模拟乘法器.提出的模拟乘法器由于结合了AB类电流镜技术和跨导线性环使得电源电压较低,且电路具有良好的线性度和较宽的频带宽度.该电路最明显的优点是:在电路内部结构和元件参数不变的情况下,电路的输入可以是电压信号也可以是电流信号,电路的输出可以是电压信号,也可以是电流信号,从而实现了一种多功能的模拟乘法器[15].2�电路原理2.1�电流平方/电流跟随器在AB类基本电流镜的基础上[14]设计出了一种新收稿日期:2010-04-07;修回日期:2010-12-06基金项目:国家自然科学基金(No.60972147);湖南省自科基金项目(No.08JJ5031)�第11期2011年11月电��子��学��报ACTAELECTRONICASINICAVol.39�No.11Nov.�2011�颖的电流平方/电流跟随器,其内部电路见图1.图中M1~M4和电流源I0构成一个基本的AB类电流镜...
