開關(guān)電流電路的非理想性能及其改進(jìn)

霍 聰 穎

（衡水學(xué)院 電子信息工程學(xué)院，河北 衡水 053000）

0 引言

在19世紀(jì)80年代的早期，開關(guān)電容技術(shù)在模擬信號處理技術(shù)的主要力量中占據(jù)優(yōu)勢.最初開關(guān)電容主要應(yīng)用在精密的濾波模擬，后來發(fā)展的更廣泛，甚至包括一些非線性的信號處理.但是發(fā)展的比較成熟的開關(guān)電容電路需要線性浮置電容，使用雙層多晶硅實(shí)現(xiàn)的開關(guān)電容，不適用于工藝尺寸縮小到深亞微米范圍；向深亞微米工藝發(fā)展的趨勢還導(dǎo)致電源電壓降低，直接減小適用于開關(guān)電容上的最大電壓擺幅，因而減小它們最大可達(dá)動態(tài)范圍.在這種背景之下，近年來提出了基于電流模式的開關(guān)電流技術(shù)，且其研究迅速發(fā)展，在模擬取樣數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域有取代開關(guān)電容技術(shù)的趨勢[1].

1 問題的提出

1989年，J.B.Hughes等首次提出開關(guān)電流這一概念.作為取代開關(guān)電容技術(shù)的開關(guān)電流技術(shù)，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，比如：與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容，它是一種新型的模擬電路，運(yùn)行在電流模式狀態(tài)下，具有低電壓、低功耗的特點(diǎn)，這類電路的設(shè)計方法還具有系統(tǒng)化、模塊化的特點(diǎn)[2].

開關(guān)電流電路的發(fā)展經(jīng)歷了第一代存儲單元和第二代存儲單元[3].圖 1（a）是開關(guān)電流第一代 SI電路，圖1（b）為第二代SI電路.第二代SI電路與第一代電路的原理是相同的，不同的是第二代存儲單元只用一個晶體管實(shí)現(xiàn)電流到電壓和電壓到電流的轉(zhuǎn)換.這樣一來就必須額外增加2個開關(guān)來控制晶體管電流的方向.

圖1 開關(guān)電流電路基本存儲單……