專利名稱：一種集成低通濾波器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濾波器電路，尤其是一種集成低通濾波器電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的CMOS集成低通濾波器多采用有源濾波器結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)由電阻，電容和運(yùn)放 組成，采用切比雪夫，巴特沃斯等形式組成的高階濾波器！這些濾波器不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且 功耗和占用芯片面積較大，不利于在集成電路中應(yīng)用，這樣的電路已經(jīng)越來越不能滿足低 壓、低功耗和高度集成的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種集成低通濾波器電路，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)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占據(jù)的芯片面積 的電路。本發(fā)明的技術(shù)方案一種集成低通濾波器電路，包括電源電壓Vdd、地和電容，其 特征在于它是由不少于3個(gè)的跨導(dǎo)單元相互級(jí)聯(lián)構(gòu)成。上述所說的跨導(dǎo)單元包括5個(gè)，由跨導(dǎo)單元Gml、跨導(dǎo)單元Gm2、跨導(dǎo)單元Gm3、跨導(dǎo) 單元Gm4和跨導(dǎo)單元Gm5構(gòu)成；其中所說的跨導(dǎo)單元Gml是由開關(guān)管NMOSl、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管 PM0S4和尾電流源構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NM0S2的柵極端為集成低通濾波器電路的 采集輸入電壓Vin的正向輸入端，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏 極連接；所說的開關(guān)管NMOSl的柵極作為集成低通濾波器電路的采集輸入電壓Vin的負(fù)向 輸入端，同時(shí)與跨導(dǎo)單元Gm5的輸出端連接，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)反饋電路，其源級(jí)經(jīng)尾電流 源In接地，其漏極與開關(guān)管PM0S3的漏極連接；所說的開關(guān)管PM0S4的源級(jí)連接電源電壓 Vdd，其柵極與漏極短接，同時(shí)與開關(guān)管PM0S3的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的的源級(jí)連 接電源電壓Vdd，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極連接，同時(shí)連接跨導(dǎo)單元Gm2的輸入端；所說的跨導(dǎo)單元Gm2是由開關(guān)管NM0S1、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管 PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源h構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NMOSl的柵極與跨導(dǎo)單元Gml 中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOS 1的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與 開關(guān)管PM0S3的漏極、跨導(dǎo)單元Gml中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單 元Gm3的輸入端連接；所說的開關(guān)管NM0S2的柵極經(jīng)電壓源Vdd/2接地，其源級(jí)經(jīng)尾電流 源h接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏極、開關(guān)管PM0S4的柵極及連接開關(guān)管PM0S3的柵 極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的柵級(jí)與開關(guān)管PM0S4的柵級(jí)、開關(guān)管PM0S4的漏極及開關(guān)管 NM0S2的漏極連接，其源級(jí)與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元 Gml中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3的輸入端連接；所說的開 關(guān)管PM0S4的柵極與開關(guān)管PM0S3的柵極連接，其源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極 短接，同時(shí)與開關(guān)管NM0S2的漏極連接；
所說的跨導(dǎo)單元Gm3是由開關(guān)管NM0S1、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管 PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源h構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NM0S2的柵極與跨導(dǎo)單元Gml 中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOS 1的漏極、跨導(dǎo)單元Gm2中開關(guān)管PM0S3的漏極及開 關(guān)管NMOSl的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏極連接；所 說的開關(guān)管NMOSl的柵極經(jīng)電壓源Vdd/2接地，其源級(jí)經(jīng)尾電流源h接地，其漏極與開關(guān) 管PM0S3的漏極連接，同時(shí)連接跨導(dǎo)單元Gm4的輸入端；所說的開關(guān)管PM0S4的源級(jí)連接電 源電壓Vdd，其柵極與漏極短接，同時(shí)與開關(guān)管PM0S3的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的 源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極連接，同時(shí)連接跨導(dǎo)單元Gm4的輸入 端；所說的跨導(dǎo)單元Gm4是由開關(guān)管NM0S1、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管 PM0S4、電壓源Vdd/2和尾電流源In構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NMOSl的柵極與跨導(dǎo)單元Gm3 中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與 開關(guān)管PM0S3的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo) 單元Gm5的輸入端連接；所說的開關(guān)管NM0S2的柵極經(jīng)電壓源Vdd/2接地，同時(shí)與跨導(dǎo)單 元Gm5的輸入端連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源^！接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏極、開關(guān)管 PM0S4的柵極及連接開關(guān)管PM0S3的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的柵級(jí)與開關(guān)管PM0S4 的柵級(jí)、開關(guān)管PM0S4的漏極及開關(guān)管NM0S2的漏極連接，其源級(jí)與電源電壓Vdd連接，其 漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、 跨導(dǎo)單元Gm5的輸入端連接；所說的開關(guān)管PM0S4的柵極與開關(guān)管PM0S3的柵極連接，其源 級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時(shí)與開關(guān)管NM0S2的漏極連接；所說的跨導(dǎo)單元Gm5是由開關(guān)管NM0S3、開關(guān)管NM0S4、、開關(guān)管NM0S5、開關(guān)管 NM0S6、開關(guān)管PM0S5、開關(guān)管PM0S6、開關(guān)管PM0S7、開關(guān)管PM0S8、尾電流源h構(gòu)成；其中所 說的開關(guān)管NM0S3的柵極與跨導(dǎo)單元Gm4中的開關(guān)管NM0S2的柵極連接，同時(shí)經(jīng)跨導(dǎo)單元 Gm4中的電壓源Vdd/2接地；其源級(jí)經(jīng)尾電流源h接地，其漏極與開關(guān)管PM0S5的漏極連 接；所說的開關(guān)管NM0S4的柵極與跨導(dǎo)單元Gm4中開關(guān)管PM0S3的漏極、開關(guān)管NMOS 1的 漏極及跨導(dǎo)單元Gm3中的PM0S3的漏極、開關(guān)管NMOSl的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接 地，其漏極與開關(guān)管PM0S6的漏極連接；所說的開關(guān)管PM0S7的源級(jí)連接電源電壓Vdd，其 漏極與開關(guān)管NM0S5的漏極連接，其柵極與開關(guān)管PM0S5的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S5 的源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時(shí)與開關(guān)管NM0S3的漏極連接；所說的 開關(guān)管PM0S6的源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時(shí)與開關(guān)管NM0S4的漏極 連接，其柵極與開關(guān)管PM0S8的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S8的源級(jí)連接電源電壓Vdd， 其漏極與開關(guān)管NM0S6的漏極連接，同時(shí)作為跨導(dǎo)單元Gm5的輸出端輸出電壓Vout，同時(shí)與 跨導(dǎo)單元Gml中的負(fù)向輸入端構(gòu)成負(fù)反饋；所說的開關(guān)管NM0S5的源級(jí)接地，其漏極與開關(guān) 管PM0S7的漏級(jí)連接，其柵極與其漏極短接，同時(shí)連接開關(guān)管NM0S6的柵極；所說的開關(guān)管 NM0S6的漏極與開關(guān)管PM0S8的漏極連接，其源級(jí)接地；所說的開關(guān)管NM0S6的漏極和開關(guān) 管PM0S8的漏極還經(jīng)電容接地。本發(fā)明的工作原理電路可以根據(jù)不同的低通截止頻率靈活選用3到5級(jí)完全相 同的跨導(dǎo)單元級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行組合使用?？鐚?dǎo)電路有用于信號(hào)輸入的輸入差分對(duì)和用于增加 輸出阻抗的電流鏡Gm5 ；尾電流源In提供必要的微量電流，以得到非常小的Gml Gm5。由
5于各個(gè)跨導(dǎo)單元都工作于亞閾值區(qū)，有如下公式成立
=
權(quán)利要求
1.一種集成低通濾波器電路，包括電源電壓Vdd、地和電容，其特征在于它是由不少于 3個(gè)的跨導(dǎo)單元相互級(jí)聯(lián)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成低通濾波器電路，其特征在于所說的跨導(dǎo)單元包括 5個(gè)，由跨導(dǎo)單元Gml、跨導(dǎo)單元Gm2、跨導(dǎo)單元Gm3、跨導(dǎo)單元Gm4和跨導(dǎo)單元Gm5構(gòu)成；其中所說的跨導(dǎo)單元Gml是由開關(guān)管NM0S1、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管 PM0S4和尾電流源構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NM0S2的柵極端為集成低通濾波器電路的 采集輸入電壓Vin的正向輸入端，其源級(jí)經(jīng)尾電流源^！接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏 極連接；所說的開關(guān)管NMOSl的柵極作為集成低通濾波器電路的采集輸入電壓Vin的負(fù)向 輸入端，同時(shí)與跨導(dǎo)單元Gm5的輸出端連接，構(gòu)成輸出電壓的負(fù)反饋電路，其源級(jí)經(jīng)尾電流 源h接地，其漏極與開關(guān)管PM0S3的漏極連接；所說的開關(guān)管PM0S4的源級(jí)連接電源電壓 Vdd，其柵極與漏極短接，同時(shí)與開關(guān)管PM0S3的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的的源級(jí)連 接電源電壓Vdd，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極連接，同時(shí)連接跨導(dǎo)單元Gm2的輸入端；所說的跨導(dǎo)單元Gm2是由開關(guān)管NMOS1、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管PM0S4、電 壓源Vdd/2和尾電流源h構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NMOSl的柵極與跨導(dǎo)單元Gml中開關(guān) 管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源In接地，其漏極與開關(guān)管 PM0S3的漏極、跨導(dǎo)單元Gml中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3 的輸入端連接；所說的開關(guān)管NM0S2的柵極經(jīng)電壓源Vdd/2接地，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接 地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏極、開關(guān)管PM0S4的柵極及連接開關(guān)管PM0S3的柵極連接； 所說的開關(guān)管PM0S3的柵級(jí)與開關(guān)管PM0S4的柵級(jí)、開關(guān)管PM0S4的漏極及開關(guān)管NM0S2 的漏極連接，其源級(jí)與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gml中 開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3的輸入端連接；所說的開關(guān)管 PM0S4的柵極與開關(guān)管PM0S3的柵極連接，其源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接， 同時(shí)與開關(guān)管NM0S2的漏極連接；所說的跨導(dǎo)單元Gm3是由開關(guān)管NMOSl、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管PM0S4、電 壓源Vdcl/2和尾電流源h構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NM0S2的柵極與跨導(dǎo)單元Gml中開關(guān)管 PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm2中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl 的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏極連接；所說的開關(guān)管 NMOSl的柵極經(jīng)電壓源Vdd/2接地，其源級(jí)經(jīng)尾電流源^！接地，其漏極與開關(guān)管PM0S3的漏 極連接，同時(shí)連接跨導(dǎo)單元Gm4的輸入端；所說的開關(guān)管PM0S4的源級(jí)連接電源電壓Vdd， 其柵極與漏極短接，同時(shí)與開關(guān)管PM0S3的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的源級(jí)連接電源 電壓Vdd，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極連接，同時(shí)連接跨導(dǎo)單元Gm4的輸入端；所說的跨導(dǎo)單元Gm4是由開關(guān)管NMOS1、開關(guān)管NM0S2、開關(guān)管PM0S3、開關(guān)管PM0S4、電 壓源Vdd/2和尾電流源h構(gòu)成；其中所說的開關(guān)管NMOSl的柵極與跨導(dǎo)單元Gm3中開關(guān) 管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與開關(guān)管 PM0S3的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm5 的輸入端連接；所說的開關(guān)管NM0S2的柵極經(jīng)電壓源Vdd/2接地，同時(shí)與跨導(dǎo)單元Gm5的輸 入端連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源化接地，其漏極與開關(guān)管PM0S4的漏極、開關(guān)管PM0S4的柵極 及連接開關(guān)管PM0S3的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S3的柵級(jí)與開關(guān)管PM0S4的柵級(jí)、開關(guān) 管PM0S4的漏極及開關(guān)管NM0S2的漏極連接，其源級(jí)與電源電壓Vdd連接，其漏極與開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm3中開關(guān)管PM0S3的漏極及開關(guān)管NMOSl的漏極、跨導(dǎo)單元Gm5 的輸入端連接；所說的開關(guān)管PM0S4的柵極與開關(guān)管PM0S3的柵極連接，其源級(jí)連接電源電 壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時(shí)與開關(guān)管NM0S2的漏極連接；所說的跨導(dǎo)單元Gm5是由開關(guān)管NM0S3、開關(guān)管NM0S44、、開關(guān)管NM0S5、開關(guān)管NM0S6、 開關(guān)管PM0S5、開關(guān)管PM0S6、開關(guān)管PM0S7、開關(guān)管PM0S8、尾電流源h構(gòu)成；其中所說的開 關(guān)管NM0S3的柵極與跨導(dǎo)單元Gm4中的開關(guān)管NM0S2的柵極連接，同時(shí)經(jīng)跨導(dǎo)單元Gm4中 的電壓源Vdd/2接地；其源級(jí)經(jīng)尾電流源h接地，其漏極與開關(guān)管PM0S5的漏極連接；所 說的開關(guān)管NM0S4的柵極與跨導(dǎo)單元Gm4中開關(guān)管PM0S3的漏極、開關(guān)管NMOSl的漏極及 跨導(dǎo)單元Gm3中的PM0S3的漏極、開關(guān)管NMOSl的漏極連接，其源級(jí)經(jīng)尾電流源^！接地，其 漏極與開關(guān)管PM0S6的漏極連接；所說的開關(guān)管PM0S7的源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與 開關(guān)管NM0S5的漏極連接，其柵極與開關(guān)管PM0S5的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S5的源級(jí) 連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時(shí)與開關(guān)管匪0S3的漏極連接；所說的開關(guān)管 PM0S6的源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與其柵極短接，同時(shí)與開關(guān)管NM0S4的漏極連接，其 柵極與開關(guān)管PM0S8的柵極連接；所說的開關(guān)管PM0S8的源級(jí)連接電源電壓Vdd，其漏極與 開關(guān)管NM0S6的漏極連接，同時(shí)作為跨導(dǎo)單元Gm5的輸出端輸出電壓Vout，同時(shí)與跨導(dǎo)單元 Gml中的負(fù)向輸入端構(gòu)成負(fù)反饋；所說的開關(guān)管NM0S5的源級(jí)接地，其漏極與開關(guān)管PM0S7 的漏級(jí)連接，其柵極與其漏極短接，同時(shí)連接開關(guān)管NM0S6的柵極；所說的開關(guān)管NM0S6的 漏極與開關(guān)管PM0S8的漏極連接，其源級(jí)接地；所說的開關(guān)管NM0S6的漏極和開關(guān)管PM0S8 的漏極還經(jīng)電容接地。
全文摘要
一種集成低通濾波器電路，其特征在于它是由不少于3個(gè)的跨導(dǎo)單元相互級(jí)聯(lián)構(gòu)成。其優(yōu)越性在于1、用工作于亞閾值區(qū)的級(jí)聯(lián)跨導(dǎo)單元來代替低通濾波器所需的巨大的電阻(1000兆歐姆量級(jí))；2、極大的減小了低通濾波器占據(jù)的芯片面積；3、具有超低的功耗和較銳利的截止頻率；4、適用于集成應(yīng)用的低通濾波器。
文檔編號(hào)H03H7/01GK102075155SQ20101061609
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者呂英杰, 張小興, 戴宇杰, 鄒玉峰 申請(qǐng)人:天津南大強(qiáng)芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有限公司