CMOSカレントコンベアに関する研究

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電流モードアナログ信号処理回路は、低電源電圧動作でも大きなダイナミックレンジ、広帯域特性が得られることが特徴である。カレントコンベア(CCH)は電流モード信号処理回路の基本構成素子として非常に重要な素子である。本研究は、低消費電力化のためにAB級で動作する広帯域、高精度CCIIを1.2μm CMOSプロセスで集積化し、その特性を評価し、実用可能なCCIIを実現することを目的として行われた。まず、フィードバックループ構成を用いて電流入力端子の入力インピーダンスを小さくすることによって高精度化が図れる広帯域のAB級CCIIを提案した。HSPICEを用いたシミュレーション結果によって1.2μmCMOSプロセスで集積化することにより-3dB遮断周波数が200MHz、電流入力端子の入力インピーダンスが2mΩとなる結果が得られた。このCCIIはICレイアウト設計後、試作IC化された。ここで試作したICはPAD部の保護回路が正常に動作せず、その回路特性を評価することはできなかった。再び、設計を修正し、IC化が試みられている。また、低電源電圧動作時でもできる限り大きなダイナミックレンジが得られるように入出力段をRail-to-Rail構成としたAB級CCIIを提案した。ほぼ電源電圧±2.5Vまでの出力電圧が得られており、電源電圧を±0.7Vまで下げても正常に動作した。HSPICEシミュレーションにより、-3dB遮断周波数が400MHz、電流入力端子の入力インピーダンスが1.3Ωとなる結果が得られた。このCCIIについてもIC化を試みる。これらのCCIIは、低消費電力であり小さなチップ面積に集積化可能であるため広帯域電流モード信号処理に有用である。