一种高精度的模拟乘除法器制造技术

技术编号:27885714 阅读:29 留言:0更新日期:2021-03-31 01:45
一种高精度的模拟乘除法器,属于模拟芯片设计技术领域。本发明专利技术分别基于NPN型三极管和PNP型三极管设计了对应的模拟乘除法器实现电路,通过重新设计电流在三极管的灌入点,并引入一个控制模块进行电流环路控制使得输入电流流入三极管集电极时保持三极管集电极电压稳定,确保第一输入电流、第二输入电流、第三输入电流以及输出电流分别能够全部且唯一地从四个三极管的集电极输入,以消除传统模拟乘除法器中由于基区电流的存在以及匹配导致的精度受限问题,实现高精度。相比传统乘除法器电路而言,本发明专利技术还大大减小了芯片设计面积和电路硬件开销。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度的模拟乘除法器
本专利技术属于模拟芯片设计
,涉及一种高精度的模拟乘除法器。
技术介绍
数字乘法器虽然精度较高,但因为前端信号一般都是模拟量,需要前置模数转换器ADC从而增加了系统开销,且转换精度和功耗也需要折中,另外本身转换时延也是一些系统不能接受的。常用模拟乘法器/除法器/乘除法器做一些模拟信号的处理,如系统的功率检测(VxI)、平方律产生电路(X2)。而对于越来越高精度的系统要求,设计适用于宽范围输入的高精度乘除法器(如:100倍以上输入范围,0.5%的系统精度)时,因为器件的某些寄生影响成为设计挑战。如图1所示是现有技术对于高精度乘除法器的一种电路实现,利用三极管BJT的对数特性,利用三极管Q1、Q2、Q3、Q4基本保证实现输出电流Iout=IaxIb÷Ic,Ia、Ib、Ic分别是第一输入电流、第二输入电流和第三输入电流;但由于一般工艺限制,三极管的电流放大系数β在10~100之间,图1中三极管Q2的发射极电流实际由三极管Q1的基区电流和第二输入电流Ib共同组成,同理三极管Q3的发射极电流实际也是由三极管Q4的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度的模拟乘除法器,其特征在于,包括第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第三NPN型三极管、第四NPN型三极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和控制模块,/n第一NPN型三极管的集电极连接第一NMOS管的栅极、第四NMOS管的栅极和第一输入信号Ia,其基极连接第一NMOS管的源极、第二NPN型三极管的发射极和第一偏置电流,其发射极连接第四NPN型三极管的发射极并接地;/n第二NPN型三极管的集电极连接第二NMOS管的栅极和第二输入信号Ib,其基极连接第三NPN型三极管的基极、第二NMOS管的源极、第三NMOS管的源极和第二偏置电流;第一NMOS管和...

【技术特征摘要】
1.一种高精度的模拟乘除法器,其特征在于,包括第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第三NPN型三极管、第四NPN型三极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管和控制模块,
第一NPN型三极管的集电极连接第一NMOS管的栅极、第四NMOS管的栅极和第一输入信号Ia,其基极连接第一NMOS管的源极、第二NPN型三极管的发射极和第一偏置电流,其发射极连接第四NPN型三极管的发射极并接地;
第二NPN型三极管的集电极连接第二NMOS管的栅极和第二输入信号Ib,其基极连接第三NPN型三极管的基极、第二NMOS管的源极、第三NMOS管的源极和第二偏置电流;第一NMOS管和第二NMOS管的漏极连接电源电压;
第三NPN型三极管的集电极连接第三NMOS管的栅极和第三输入信号Ic,其发射极连接第四NPN型三极管的基极;
当第三输入信号Ic输入第三NPN型三极管的集电极时,第三NPN型三极管的集电极电压增大导致第三NMOS管流过电流;所述控制模块的输入端连接第三NMOS管的漏极,其输出端连接第三NPN型三极管的发射极;所述控制模块用于采样流过第三NMOS管的电流并根据采样结果控制第三NPN型三极管的集电极电压下降,使得第三NPN型三极管的集电极电压保持稳定且第三NPN型三极管的集电极电流始终为第三输入信号Ic的电流值;
第四NMOS管的源极连接第四NPN型三极管的集电极,其漏极输出所述模拟乘除法器的输出信号Iout=IaxIb÷Ic。


2.根据权利要求1所述的高精度的模拟乘除法器,其特征在于,所述控制模块包括第五NMOS管、第六NMOS管、第七PMOS管和第八PMOS管,第八PMOS管的栅漏短接并连接第三NMOS管的漏极和第七PMOS管的栅极,其源极连接第七PMOS管的源极并连接电源电压;第六NMOS管的栅极连接第五NMOS管的栅极和漏极以及第七PMOS管的漏极,其源极连接第五NMOS管的源极并接地,其漏极连接第三NPN型三极管的发射极。


3.根据权利要求1或2所述的高精度的模拟乘除法器,其特征在于,第一NMOS管和第四NMOS管为相同类型的MOS管,第二NMOS管和第三NMOS管为相同类型的MOS管。


4.根据权利要求3所述的高精度的模拟乘除法器,其特征在于,所述第一偏置电流的电流值为Ib+Ibias,所述第二偏置电流的电流值为Ic+Ibias,其中Ibias为MOS管正常工作时的偏置电流值。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴越
申请(专利权)人:上海南芯半导体科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1