目录 1
第1章 绪论 1
C.Toumazou,J.B.Hughes, 1
N.C.Battersby 1
1.1 VLSI工艺技术 1
1.2 模拟困境 1
1.3 开关电流 2
1.4 数字工艺的模拟技术 2
1.5 本书风格 3
16.6.2.1 比为1∶1,1∶2和1∶ 4
1.6 小结 5
参考文献 6
2.2 模拟取样数据技术的发展 7
2.2.1 早期工作 7
第2章 模拟取样数据信号处理的发展N.C.Battersby,C.Toumazou 7
2.1 引言 7
2.2.2 斗链器件 8
2.2.3 电荷耦合器件 9
2.2.4 开关电容 10
2.3 模拟取样数据信号处理的 12
作用 12
2.4 工艺趋势及其对模拟电路 13
的影响 13
2.5 电流模模拟信号处理 17
2.6 小结 18
参考文献 18
3.1 引言 23
3.2 开关电容基础知识 23
第3章 开关电流结构和算法 23
Macbeth 23
J.B.Hughes,N.C.Bird,I.C. 23
基本单元 23
3.2.1 同相积分器 24
3.2.2 反相积分器 24
3.2.3 反相放大器 25
3.2.4 通用积分器 25
3.2.5 减法积分器 25
3.2.6 开关电容特性 27
3.3 开关电流系统 27
3.4 延迟模块 28
3.4.1 电流存储单元 28
3.4.2 延迟单元 29
3.4.3 延迟线 29
3.5.1 同相积分器 30
3.5 积分器模块 30
3.5.2 同相阻尼积分器 31
3.5.3 灵敏度 33
3.5.4 反相阻尼积分器 33
3.5.5 反相阻尼放大器 33
3.5.6 通用积分器 34
3.5.7 双线性z变换积分器 35
3.5.8 与开关电容积分器 36
的比较 36
3.5.9 基于积分器的双二次 36
二次节 36
3.6 微分器模块 39
3.6.1 反相微分器 39
3.6.2 通用反相微分器 40
3.6.3 同相微分器 41
3.6.4 通用同相微分器 42
3.6.5 双线性z变换微分器 44
3.6.6 基于微分器的双二次节 45
3.7 6阶低通滤波器的滤波器 47
综合实例 47
3.8 小结 49
参考文献 50
第4章 开关电流局限性和非理想性能J.B.Hughes,W.Redman-White 52
4.1 引言 52
4.2 失配误差 52
4.2.1 单位增益电流存储器 52
4.2.2 非单位增益电流存储器 55
4.3 输出-输入电导比误差 56
存储单元响应 57
4.3.1 具有电导比误差的 57
4.3.2 具有电导比误差的 58
积分器响应 58
的比较 61
4.3.4 仿真 61
4.3.3 与开关电容积分器 61
4.4 调整误差 62
4.4.1 欠阻尼响应 62
4.4.2 临界阻尼响应 63
4.4.3 过阻尼响应 63
4.4.4 具有调整误差的 65
存储单元响应 65
4.4.5 具有调整误差的 66
积分器响应 66
4.4.7 仿真 70
的比较 70
4.4.6 与开关电容积分器 70
4.5.1 开关电容电荷注入 71
4.5 电荷注入误差 71
4.5.2 电流存储器电荷注入 72
4.5.3 电荷注入误差的分析 76
4.5.4 具有电荷注入误差的 77
存储单元响应 77
4.5.5 具有电荷注入误差的 79
积分器频率响应 79
4.6 噪声误差 82
4.6.1 开关电流存储单元的 82
噪声分析 82
4.6.1.1 仿真 84
4.6.1.2 相关双取样 85
4.6.1.3 动态范围 85
4.6.2 积分器噪声分析 87
4.6.2.1 仿真 90
4.6.2.2 动态范围 90
4.7 小结 91
参考文献 92
第5章 开关电流电路中的噪声 94
S.J.Daubert 94
5.1 概述 94
5.2 晶体管噪声 95
5.3 电流镜噪声 96
5.4 电流拷贝器噪声 98
5.4.1 电流拷贝器中开关和跨导器噪声的相对重要性 99
5.4.2 传递函数方法 101
5.5 小结 106
参考文献 106
6.1 引言 107
6.2 反馈技术 107
J.B.Hughes,K.W.Moulding, 107
D.M.Pattullo 107
第6章 开关电流电路设计技术 107
6.2.1 运算放大器有源存储单元 108
6.2.2 栅极接地有源存储单元 110
6.2.3 简单共源-共栅组态 111
存储单元 111
6.2.4 折叠共源-共栅组态 113
存储单元 113
6.2.5 可调共源-共栅组态 115
6.2.6 可调折叠共源-共栅 116
组态存储单元 116
6.2.7 积分器 116
单元 117
6.3.1 基本全差分电流存储 117
6.3 全差分开关电流电路 117
6.3.2 折叠共源-共栅组态全差分电流存储器和积分器 119
6.3.3 单端到全差分的等效 120
6.3.4 电荷注入 122
6.4 小结 126
参考文献 128
7.2 存储单元 129
第7章 甲乙类开关电流技术 129
7.1 引言 129
N.C.Battersby,C.Toumazou 129
7.3 滤波器标准部件 131
7.3.1 延迟单元 131
7.3.2 积分器电路 131
7.3.3 微分器电路 132
7.4 性能局限性 133
7.5 双二次滤波器实例 135
7.6 小结 136
感谢 137
参考文献 137
8.1 引言 139
8.2 双二次滤波器节 139
N.C.Battersby,C.Toumazou 139
第8章 开关电流滤波器 139
滤波器 139
8.2.1 基于积分器的节 140
8.2.2 实例：集成双二次 141
滤波器 141
8.2.3 基于微分器的节 145
8.3 梯形滤波器 146
8.3.1 实例：集成椭圆 147
滤波器 147
8.4 有限冲击响应（FIR） 153
滤波器 153
8.7.1 开关跨导概念 154
8.7 开关跨导滤波器 154
8.6 开关电容滤波器的转换 154
8.5 波有源滤波器 154
8.7.2 复合元件 155
8.7.3 滤波器应用 157
8.8 小结 158
感谢 159
参考文献 159
第9章 开关电容转换为开关电流的方法G.W.Roberts,A.S.Sedra 161
9.1 引言 161
9.2 开关电流技术 161
9.3 SI和SC积分电路信号 164
流图（SFG）的比较 164
9.4 具有有限个传输零点的 167
SI滤波电路 167
SI滤波电路 171
9.5 采用双线性积分器的 171
9.6 小结 174
参考文献 175
感谢 175
第10章 开关电流视频信号处理 177
J.B.Hughes,K.W. 177
Moulding 177
10.1 引言 177
10.2 基本信号处理单元 177
10.2.1 延迟线 177
10.2.2 积分器和微分器单元 179
10.2.3 有限冲击响应单元 179
10.3 实际的SI信号处理单元 179
10.3.1 有源负反馈 179
10.3.2 全差分电路 181
10.4.1.1 电导比误差 182
10.4.1 传输误差 182
10.4 存储单元设计 182
10.4.1.2 电荷注入误差 183
10.4.3 信噪比 184
10.4.2.1 线性调整 184
10.4.2 调整特性 184
10.4.2.2 非线性调整 184
10.5 视频集成测试电路 186
10.5.1 输出波形 186
10.5.2 幅度响应 187
10.5.3 信噪比 188
10.5.4 谐波失真 189
10.5.5 性能小结 190
10.6 讨论和小结 191
参考文献 191
附录10A 192
附录10B 193
附录10C 194
11.1 引言和动力 195
A.Rueda,A.Yúfera,J.L. 195
Huertas 195
第11章 开关电流波模拟滤波器 195
11.2 波滤波器 196
11.2.1 一般原理 196
11.2.2 波滤波器综合方法 199
11.2.3 定标技术 200
11.3 开关电流波滤波器设计 201
11.3.1 基本标准部件 201
11.3.2 标准部件的局限性和非理想性 203
11.4 可编程带通滤波器结构 206
11.4.1 滤波器综合 206
11.4.2 可编程滤波器实现 207
11.5 设计实例 208
参考文献 212
11.6 小结 212
数据转换 215
12.1 引言 215
第12章 算法的和流水线的A/D转换器D.Naim 215
12.2 开关电流ADC的结构 216
12.2.1 算法ADC 216
12.2.2 流水线ADC 217
12.2.3 小结 217
12.3 标准部件 218
12.3.1 电流取样器 218
12.3.2 电流除2电路 220
12.3.3 电流比较器 221
12.3.4 开关电流电路中 221
的开关 221
12.3.5 小结 222
12.4 转换器实现及其实例 223
12.4.1 算法ADC 223
12.4.2 流水线ADC 224
12.5 局限性 225
12.5.2 随机误差 225
12.5.1 系统误差 225
12.6 小结 226
参考文献 226
第13章 基于动态电流存储器的高分辨率算法A/D转换器P.Deval 228
13.1 引言 228
13.2 CMOS动态电流存储器 228
13.3 减小存储电流的动态范围的转换算法 229
13.4 转换误差 230
13.5 用于循环ADC的动态 231
存储器的设计 231
13.5.1 存储器的等效 231
时间常数 231
13.5.2 电荷注入误差 232
13.5.3 取样噪声 235
13.5.4 漏电流 236
13.5.5 输出电导 237
13.5.6 电流比较 239
13.5.7 比较器失调补偿 240
13.5.8 限幅比较器输入 240
电压 240
电导 241
13.5.10 输入多路复用器 241
13.6 工艺定标 241
13.5.9 控制取样开关的接通 241
13.7 流水线转换器 242
13.8 实验结果与测量 242
13.9 小结 244
感谢 244
参考文献 244
G.W.Roberts,P.J.Crawley 247
14.1 引言 247
标准部件 247
第14章 开关电流∑-△转换器的 247
14.2 ∑-△A/D转换 248
14.3 SI电路技术 250
14.4 附加的电流模电路 255
14.5 SI DISDM设计 256
14.5.1 电流镜设计方法 256
14.5.2 部件不变设计方法 263
14.6 小结 265
感谢 265
参考文献 265
第15章 连续校准D/A转换器 267
W.Groeneveld,H.Schouwenaars,C.Bastiaansen,H.Termeer 267
15.1 音频D/A转换器的精度 267
15.1.1 引言 267
15.1.2 线性考虑 267
15.1.4 不完备性 268
15.1.3 基本校准原理 268
15.1.5 数值实例 269
15.1.6 改善的校准技术 270
15.1.7 连续电流校准 271
15.2 16位音频D/A转换器 272
结构 272
15.2.1 方框图 272
15.2.2 校准电路和电流单元 272
15.2.3 测量结果 273
15.3 校准噪声整形D/A 276
转换器 276
15.3.1 引言 276
15.3.2 总设计考虑 276
15.3.3 转换器结构考虑 278
15.3.4 D/A转换器方框图 279
15.3.5 基准电流调整 279
15.3.7 双向校准电流单元 280
15.3.6 数字连续校准 280
15.3.8 测量结果 281
15.4 小结 282
感谢 282
参考文献 283
其他应用 285
第16章 动态电流镜 285
G.Wegmann 285
16.1 引言 285
16.2 电流拷贝器 286
16.2.1 电流拷贝器与动态 286
电流镜原理 286
16.2.2 主要的精度限制 286
16.2.3 共源共栅结构 287
16.2.4 具有降低跨导gmm△ 288
的电流拷贝器 288
16.2.5 动态电流镜结构 289
（1∶1∶…∶1） 290
16.2.6 多动态电流镜 290
16.2.7 除法电流镜∶2分原理（Iout＝？） 291
16.3.1 漏极电压变化的干扰 293
16.3.1.1 输出电导gds 293
16.3.1.2 容性分压器 293
Cgd-C 293
16.3 精度局限性 293
16.3.1.3 直接的电荷 294
流径 294
16.3.2 漏电流 294
16.3.3 模拟开关的电荷注入 296
16.3.3.1 干扰参数 296
16.3.3.2 策略 296
16.3.3.3 取样开关导通 297
电压的降低 297
16.3.3.4 双相反馈 298
16.4 噪声分析 298
16.4.1 噪声源 298
16.4.2 直接噪声源的分析 299
16.4.3 取样和自动调零 300
作用的描述 300
16.4.4 取样和自动调零的 301
分析：传递函数 301
16.4.5 取样保持分量△Vh（f） 302
的计算 302
16.4.6 直接分量△VD（f） 303
的计算 303
16.4.7 自动调零传递函数 303
16.4.8 电压噪声功率谱密度 304
Sv（f） 304
16.4.9.1 一阶和二阶低通滤波器的白噪声 305
16.4.9 应用等效噪声带宽技 305
术分析混叠效应 305
16.4.9.2 电流拷贝器中的白噪声混叠效应 306
16.4.9.3 一阶和二阶低通 306
滤波器中的1/f 306
噪声 306
16.4.9.4 电流拷贝器中的1/f混叠效应 307
白噪声 308
16.4.10.2 基带中的噪声谱功率密度SVT（f） 308
16.4.10.1 主晶体管Tm的 308
Sv（f） 308
16.4.10 噪声功率谱密度 308
16.5 动态性能 309
16.5.1 临界开关组态 309
16.5.1.1 时钟延迟的 309
影响 309
16.5.2.1 调整时间常数 310
选择 310
输出电流的 310
16.5.2 速度-精度折中 310
影响 310
16.5.1.2 对交流和直流 310
16.5.2.2 速度-精度折中 311
选择 311
16.6 测量 312
16.6.1 交流测量 312
16.6.1.1 输入电压Vin（t）和输出电流Iout（t）的变化 312
16.6.1.2 具有降低跨导值gmm的基本单元 312
16.6.2 直流测量 313
的乘法电流镜 313
16.6.2.2 具有降低跨导值 313
gmm△的基本单 313
元 313
影响 314
16.6.2.3 时钟频率的 314
16.6.3 噪声测量 315
16.7 小结 316
参考文献 316
附录：16A 318
附录：16B 320
第17章 用于图像处理的开关电流细胞神经网络A.Rodriguez-Vázquez,S.Espejo,J.L.Huertas,R.Domínguez-Castro 321
17.1 引言 321
17.2 DTCNN模型 322
17.2.1 网络结构和 322
动态特性 322
17.2.2 网络处理和工作 323
模式 323
17.3.1 胞元算子 326
17.3.2 电流模复制和定标 326
17.3 开关电流DTCNN的基本 326
标准部件 326
17.3.3 胞元非线性 328
17.3.4 延迟部件 329
17.3.5 电流模CNN概念上的 330
胞元原理图 330
17.4 CMOS电流模CNN设计 331
问题 331
17.4.1 CMOS电流镜电路：静态非理想性和尺寸方程 331
算子非理想性 333
17.4.2 CMOS电流模动态 333
17.4.3 电流模部件的可编 334
程性问题 334
17.4.4 偏置电流的选择：面积、功率和可靠性 335
17.5 输入-输出策略 336
17.6 讨论和展望 338
参考文献 338
18.1 引言 343
P.Wrighton,G.Taylor,I.Bell,C.Toumazou 343
第18章 开关电流电路的测试 343
测试，仿真和分析 343
18.2 开关电流单元测试的 344
基本概念 344
18.2.1 开关电流单元中的 344
故障的注入和仿真 344
18.2.2 故障检测和检测 345
能力的度量 345
18.3 测试矢量分析 346
18.3.1 测试激励信号周期 347
的效应 347
18.3.2 不同波形的测试 349
激励信号 349
18.3.2.1 总范围 349
18.3.2.2 晶体管电平 350
分析 350
模式 351
18.3.2.3 单故障组和故障 351
18.4 开关电流单元的内建 353
自检 353
18.4.1 功能反向测试电路 353
18.4.1.1 故障范围 355
18.5 小结和未来的工作 356
感谢 356
参考文献 356
第19章 开关电流滤波器的分析 358
A.C.M.de Queiroz 358
19.1 引言 358
19.2 开关电流滤波器的频域 358
结点分析 358
19.3 基本算法的精心改进 361
19.4 结点分析中的电压源 361
19.5 z变换的插入法 362
19.6 时域分析 364
19.7 灵敏度分析 365
19.8 小结 370
参考文献 371
第20章 开关电流存储器电路的 372
非线性性能 372
G.W.Roberts,P.J.Crawley 372
20.1 引言 372
20.2 基本存储单元的工作 373
20.3 存储单元的小信号性能 374
20.4 存储单元的大信号性能 377
20.4.1 总谐波失真界限 379
20.4.2 将THD界限与仿真 381
结果进行比较 381
20.4.3 THD界限的实验 383
证明 383
20.5 小结 383
参考文献 384
感谢 384
未来方向 385
第21章 GaAs MESFET开关电流电路C.Toumazou,N.C.Battersby 385
21.1 引言 385
21.2 用于模拟设计的GaAs与硅工艺技术之比较 385
21.3 MESFET建模 387
21.4 GaAs MESFET电流镜 389
技术 389
21.4.1 交叉耦合MESFET 389
对 389
21.4.2 线性电流镜 389
21.4.3 共源-共栅连接 390
21.5 在GaAs开关电容滤波器方面的前期工作 391
21.6 朝向GaAs MESFET开关 393
电流技术 393
21.6.1 基本存储单元 393
21.6.3 全差分、线性跨导GaAs开关电流单元 394
21.6.2 线性同相存储单元 394
21.6.4 通用积分器 396
21.6.5 性能限制 396
21.7 增强性能的电路方法 397
21.7.1 虚设开关补偿 398
21.7.2 共源-共栅连接的 398
存储单元 398
21.8 仿真结果 399
21.8.1 全共源-共栅连接的 399
存储单元 399
21.8.2 阻尼积分器 401
21.8.3 双二次滤波器举例 402
21.9 讨论与小结 403
感谢 403
参考文献 404
22.2 开关电流：数字工艺的模拟技术 405
22.1 引言 405
第22章 开关电流：目前技术发展水平和未来的方向C.Toumazou,N.C.Battersby,J.B.Hughes 405
22.3 未来的研究方向 409
22.4 趋向消除总存储单元 409
误差的设计方案 409
22.4.1 算法存储单元 410
22.4.2 S2I存储单元 411
22.4.3 噪声性能 411
22.4.4 趋向低功率 412
22.4.5 调谐电路 412
22.4.6 滤波器标准部件 412
22.4.7 数据转换器 412
22.4.8 GaAs技术 412
22.4.9 CAD，仿真和测试 413
22.5 小结 413
参考文献 413
英汉名词术语对照 414