10~37 GHz CMOS四分頻器的設(shè)計(jì)
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本文目的是設(shè)計(jì)高速分頻器，因此其工作速度是考慮的首要問(wèn)題。觸發(fā)器中決定工作速度的主要因素是輸出節(jié)點(diǎn)的總電容。同樣以圖2b中左邊的觸發(fā)器為例說(shuō)明，考慮其中一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)Qn相應(yīng)的總電容，包括與該輸出節(jié)點(diǎn)相連的所有器件的電容以及它們兩者之間連線上的寄生電容。因此在進(jìn)行電路參數(shù)設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少這些電容。在設(shè)計(jì)兩個(gè)二分頻器電路參數(shù)時(shí)，雖然兩者拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一樣，但由于側(cè)重點(diǎn)不同，所以參數(shù)設(shè)計(jì)并不相同。高速二分頻器著重提高其工作速度，因此應(yīng)盡可能地減少輸出節(jié)點(diǎn)的電容。而低速二分頻器的工作速度為高速二分頻器的一半，故速度不是考慮的主要問(wèn)題。因此在對(duì)低速二分頻器電路參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足二分頻的條件下應(yīng)著重降低其功耗。另外分頻器的輸出電壓擺幅應(yīng)從兩方面考慮：首先輸出電壓擺幅過(guò)大，則充、放電過(guò)程持續(xù)時(shí)間會(huì)增加，輸出電壓擺幅過(guò)小，則無(wú)法驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路。而決定輸出電壓幅度的主要因素為在保持模式下動(dòng)態(tài)負(fù)載管的電阻，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)進(jìn)行折衷考慮，仔細(xì)調(diào)整各管子的參數(shù)。在版圖設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于管子寬度比較大的應(yīng)盡量使用叉指結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)特別注意圖2中的4條交叉耦合線應(yīng)盡可能短，尤其是高速二分頻器中的4條交叉耦合線對(duì)分頻器的工作速度有很大的影響。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/157735.htm
2．2 級(jí)間緩沖電路
級(jí)間連接要解決的主要問(wèn)題是相鄰兩級(jí)之間的電平匹配和隔離。因?yàn)楦咚俣诸l器的輸出直流電平約為800 mV，而低速二分頻器的輸入直流電平為300 mV，因此需要在兩級(jí)之間加入緩沖器進(jìn)行電平匹配。同時(shí)由于低速二分頻器為共柵級(jí)輸入，其輸入阻抗很小，直接接在高速二分頻器后會(huì)對(duì)其產(chǎn)生過(guò)重的負(fù)載，所以需要在兩級(jí)之間加入緩沖器進(jìn)行隔離。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為能使低速二分頻器正常工作，級(jí)間緩沖輸出后的信號(hào)幅度要大。
這里級(jí)間緩沖電路采用一個(gè)差分放大器級(jí)聯(lián)一個(gè)源級(jí)跟隨器。傳統(tǒng)的緩沖電路只采用源級(jí)跟隨器解決前后級(jí)的電平匹配和阻抗匹配等問(wèn)題。而該設(shè)計(jì)中，緩沖電路輸入端信號(hào)的工作速度很高，必須達(dá)到足夠的擺率才能使電路正常工作，因此源級(jí)跟隨器的尾電流源和輸入管的柵寬設(shè)計(jì)的較大。如果直接接在高速二分頻器后面會(huì)對(duì)其速度影響很大，所以在源級(jí)跟隨器前加一級(jí)差分放大器，并將其輸入管的柵寬設(shè)計(jì)的較小。差分放大器可以減小緩沖器對(duì)高速二分頻器的影響，另外也可以提高高速二分頻器的輸出信號(hào)的幅度。
評(píng)論