一種低通濾波器電路的製作方法
2023-06-05 06:33:51 4
專利名稱：一種低通濾波器電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種濾波器電路，尤其是一種低通濾波器電路。
背景技術：
現有的CMOS集成低通濾波器多採用有源濾波器結構，其結構由電阻，電容和運放組成，採用切比雪夫，巴特沃斯等形式組成的高階濾波器！這些濾波器不僅結構複雜，而且功耗和佔用晶片面積較大，不利於在集成電路中應用，這樣的電路已經越來越不能滿足低壓、低功耗和高度集成的需要。
(三)實用新型內容本實用新型的目的在於設計一種低通濾波器電路，它可以克服現有技術的不足， 是一種具有超低的功耗和較銳利的截止頻率，且可以減小低通濾波器佔據的晶片面積的電路。本實用新型的技術方案一種低通濾波器電路，包括電源電壓Vdd、地和電容，其特徵在於它是由不少於3個的跨導單元相互級聯構成。上述所說的跨導單元包括5個，由跨導單元Gml、跨導單元Gm2、跨導單元Gm3、跨導單元Gm4和跨導單元Gm5構成；其中所說的跨導單元Gml是由開關管NMOSl、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管 PM0S4和尾電流源構成；其中所說的開關管NM0S2的柵極端為集成低通濾波器電路的採集輸入電壓Vin的正向輸入端，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極連接；所說的開關管NMOSl的柵極作為集成低通濾波器電路的採集輸入電壓Vin的負向輸入端，同時與跨導單元Gm5的輸出端連接，構成輸出電壓的負反饋電路，其源級經尾電流源In接地，其漏極與開關管PM0S3的漏極連接；所說的開關管PM0S4的源級連接電源電壓 Vdd，其柵極與漏極短接，同時與開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NMOSl的漏極連接，同時連接跨導單元Gm2的輸入端；所說的跨導單元Gm2是由開關管NM0S1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管 PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源h構成；其中所說的開關管NMOSl的柵極與跨導單元Gml 中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S3的漏極、跨導單元Gml中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm3的輸入端連接；所說的開關管NM0S2的柵極經電壓源Vdd/2接地，其源級經尾電流源h接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極、開關管PM0S4的柵極及連接開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的柵級與開關管PM0S4的柵級、開關管PM0S4的漏極及開關管 NM0S2的漏極連接，其源級與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關管NMOSl的漏極、跨導單元 Gml中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm3的輸入端連接；所說的開關管PM0S4的柵極與開關管PM0S3的柵極連接，其源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管NM0S2的漏極連接；[0008]所說的跨導單元Gm3是由開關管NM0S1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管 PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源h構成；其中所說的開關管NM0S2的柵極與跨導單元Gml 中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm2中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極連接；所說的開關管NMOSl的柵極經電壓源Vdd/2接地，其源級經尾電流源h接地，其漏極與開關管PM0S3的漏極連接，同時連接跨導單元Gm4的輸入端；所說的開關管PM0S4的源級連接電源電壓Vdd，其柵極與漏極短接，同時與開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NMOSl的漏極連接，同時連接跨導單元Gm4的輸入端；所說的跨導單元Gm4是由開關管NM0S1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管 PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源In構成；其中所說的開關管NMOSl的柵極與跨導單元Gm3 中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源h接地，其漏極與開關管PM0S3的漏極、跨導單元Gm3中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm5的輸入端連接；所說的開關管NM0S2的柵極經電壓源Vdd/2接地，同時與跨導單元Gm5的輸入端連接，其源級經尾電流源^！接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極、開關管 PM0S4的柵極及連接開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的柵級與開關管PM0S4 的柵級、開關管PM0S4的漏極及開關管NM0S2的漏極連接，其源級與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm3中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、 跨導單元Gm5的輸入端連接；所說的開關管PM0S4的柵極與開關管PM0S3的柵極連接，其源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管NM0S2的漏極連接；所說的跨導單元Gm5是由開關管NM0S3、開關管NM0S4、、開關管NM0S5、開關管 NM0S6、開關管PM0S5、開關管PM0S6、開關管PM0S7、開關管PM0S8、尾電流源h構成；其中所說的開關管NM0S3的柵極與跨導單元Gm4中的開關管NM0S2的柵極連接，同時經跨導單元 Gm4中的電壓源Vdd/2接地；其源級經尾電流源h接地，其漏極與開關管PM0S5的漏極連接；所說的開關管NM0S4的柵極與跨導單元Gm4中開關管PM0S3的漏極、開關管NMOSl的漏極及跨導單元Gm3中的PM0S3的漏極、開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源h接地，其漏極與開關管PM0S6的漏極連接；所說的開關管PM0S7的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NM0S5的漏極連接，其柵極與開關管PM0S5的柵極連接；所說的開關管PM0S5 的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管NM0S3的漏極連接；所說的開關管PM0S6的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管NM0S4的漏極連接，其柵極與開關管PM0S8的柵極連接；所說的開關管PM0S8的源級連接電源電壓Vdd， 其漏極與開關管NM0S6的漏極連接，同時作為跨導單元Gm5的輸出端輸出電壓Vout，同時與跨導單元Gml中的負向輸入端構成負反饋；所說的開關管NM0S5的源級接地，其漏極與開關管PM0S7的漏級連接，其柵極與其漏極短接，同時連接開關管NM0S6的柵極；所說的開關管 NM0S6的漏極與開關管PM0S8的漏極連接，其源級接地；所說的開關管NM0S6的漏極和開關管PM0S8的漏極還經電容接地。本實用新型的工作原理電路可以根據不同的低通截止頻率靈活選用3到5級完全相同的跨導單元級聯方式進行組合使用。跨導電路有用於信號輸入的輸入差分對和用於增加輸出阻抗的電流鏡Gm5 ；尾電流源提供必要的微量電流，以得到非常小的Gml 正；m5。由於各個跨導單元都工作於亞閡值區，有如下公式成立
權利要求1.一種低通濾波器電路，包括電源電壓Vdd、地和電容，其特徵在於它是由不少於3個的跨導單元相互級聯構成。
2.根據權利要求1所述的一種低通濾波器電路，其特徵在於所說的跨導單元包括5個， 由跨導單元Gml、跨導單元Gm2、跨導單元Gm3、跨導單元Gm4和跨導單元Gm5構成；其中所說的跨導單元Gml是由開關管NM0S1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管 PM0S4和尾電流源構成；其中所說的開關管NM0S2的柵極端為集成低通濾波器電路的採集輸入電壓Vin的正向輸入端，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極連接；所說的開關管NMOSl的柵極作為集成低通濾波器電路的採集輸入電壓Vin的負向輸入端，同時與跨導單元Gm5的輸出端連接，構成輸出電壓的負反饋電路，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S3的漏極連接；所說的開關管PM0S4的源級連接電源電壓 Vdd，其柵極與漏極短接，同時與開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NMOSl的漏極連接，同時連接跨導單元Gm2的輸入端；所說的跨導單元Gm2是由開關管NMOS1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源h構成；其中所說的開關管NMOSl的柵極與跨導單元Gml中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源In接地，其漏極與開關管 PM0S3的漏極、跨導單元Gml中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm3 的輸入端連接；所說的開關管NM0S2的柵極經電壓源Vdd/2接地，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極、開關管PM0S4的柵極及連接開關管PM0S3的柵極連接； 所說的開關管PM0S3的柵級與開關管PM0S4的柵級、開關管PM0S4的漏極及開關管NM0S2 的漏極連接，其源級與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gml中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm3的輸入端連接；所說的開關管 PM0S4的柵極與開關管PM0S3的柵極連接，其源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接， 同時與開關管NM0S2的漏極連接；所說的跨導單元Gm3是由開關管NMOS1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管PM0S4、電壓源Vdcl/2和尾電流源h構成；其中所說的開關管NM0S2的柵極與跨導單元Gml中開關管 PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm2中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOS 1的漏極連接，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極連接；所說的開關管NMOSl的柵極經電壓源Vdd/2接地，其源級經尾電流源^！接地，其漏極與開關管PM0S3 的漏極連接，同時連接跨導單元Gm4的輸入端；所說的開關管PM0S4的源級連接電源電壓 Vdd，其柵極與漏極短接，同時與開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NMOSl的漏極連接，同時連接跨導單元Gm4的輸入端；所說的跨導單元Gm4是由開關管NMOS1、開關管NM0S2、開關管PM0S3、開關管PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源h構成；其中所說的開關管NMOSl的柵極與跨導單元Gm3中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管 PM0S3的漏極、跨導單元Gm3中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm5 的輸入端連接；所說的開關管NM0S2的柵極經電壓源Vdd/2接地，同時與跨導單元Gm5的輸入端連接，其源級經尾電流源化接地，其漏極與開關管PM0S4的漏極、開關管PM0S4的柵極及連接開關管PM0S3的柵極連接；所說的開關管PM0S3的柵級與開關管PM0S4的柵級、開關管PM0S4的漏極及開關管NM0S2的漏極連接，其源級與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm3中開關管PM0S3的漏極及開關管NMOSl的漏極、跨導單元Gm5 的輸入端連接；所說的開關管PM0S4的柵極與開關管PM0S3的柵極連接，其源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管NM0S2的漏極連接；所說的跨導單元Gm5是由開關管NM0S3、開關管NM0S4、、開關管NM0S5、開關管NM0S6、 開關管PM0S5、開關管PM0S6、開關管PM0S7、開關管PM0S8、尾電流源h構成；其中所說的開關管NM0S3的柵極與跨導單元Gm4中的開關管NM0S2的柵極連接，同時經跨導單元Gm4中的電壓源Vdd/2接地；其源級經尾電流源h接地，其漏極與開關管PM0S5的漏極連接；所說的開關管NM0S4的柵極與跨導單元Gm4中開關管PM0S3的漏極、開關管NMOSl的漏極及跨導單元Gm3中的PM0S3的漏極、開關管NMOSl的漏極連接，其源級經尾電流源^！接地，其漏極與開關管PM0S6的漏極連接；所說的開關管PM0S7的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NM0S5的漏極連接，其柵極與開關管PM0S5的柵極連接；所說的開關管PM0S5的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管匪0S3的漏極連接；所說的開關管 PM0S6的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時與開關管NM0S4的漏極連接，其柵極與開關管PM0S8的柵極連接；所說的開關管PM0S8的源級連接電源電壓Vdd，其漏極與開關管NM0S6的漏極連接，同時作為跨導單元Gm5的輸出端輸出電壓Vout，同時與跨導單元 Gml中的負向輸入端構成負反饋；所說的開關管NM0S5的源級接地，其漏極與開關管PM0S7 的漏級連接，其柵極與其漏極短接，同時連接開關管NM0S6的柵極；所說的開關管NM0S6的漏極與開關管PM0S8的漏極連接，其源級接地；所說的開關管NM0S6的漏極和開關管PM0S8 的漏極還經電容接地。
專利摘要一種低通濾波器電路，其特徵在於它是由不少於3個的跨導單元相互級聯構成。其優越性在於1、用工作於亞閾值區的級聯跨導單元來代替低通濾波器所需的巨大的電阻(1000兆歐姆量級)；2、極大的減小了低通濾波器佔據的晶片面積；3、具有超低的功耗和較銳利的截止頻率；4、適用於集成應用的低通濾波器。
文檔編號H03H7/01GK201966876SQ20102069241
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者呂英傑, 張小興, 戴宇傑, 鄒玉峰 申請人:天津南大強芯半導體晶片設計有限公司