Low-voltage current-mode cmos filter structure for high frequency applications

Abstract

ÖZET YÜKSEK FREKANS UYGULAMALARI İÇİN DÜŞÜK GERİLİMLİ AKIM MODU CMOS SÜZGEÇ YAPISI Aydın İlker Karşılayan Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Dr. Mehmet Ali Tan Temmuz 1995 Bu tezde, ayarlanabilir akım modu CMOS süzgeç tasarımı için yeni bir metod sunulmuştur. Önerilen yapı, düşük gerilim ve yüksek frekans uygulamaları için uygundur. Temel yapı blokları, köşe frekansları ayarlanabilen sönümlü fark integral alıcı ile sönümlü fark türev alıcıdır. Birinci derece yapı blok larını kullanarak ve geri besleme teknikleri uygulayarak, alçak-geçiren, yüksek- geçiren ve band-geçiren ikinci derece süzgeç blokları oluşturulmuştur. Daha yüksek dereceli süzgeçler, ikinci dereceden süzgeçlerin ardarda bağlanması ile gerçekleştirilmiştir. Süzgeçler iki kontrol gerilimi yoluyla köşe frekanslarının %50'sinden %130'una kadar ayarlanabilmektedir. HSPICE simulasyonları göstermektedir ki, 2.4// CMOS teknolojisi ile O.SGHz'e kadar süzgeçlerin gerçekleştirilmesi mümkündür. Kullanılabilir frekans bandı, 0.7/* gibi daha iyi bir teknoloji kullanılarak arttırılabilinir. CADENCE'm 0.7/* ve 2.4/* CMOS tasarım ortamları kullanılarak iki test yongasının yerleşim planları üretilmiştir. Anahtar Kelimeler : Süzgeç, düşük gerilim, akım modu. iv

ABSTRACT LOW-VOLTAGE CURRENT-MODE CMOS FILTER STRUCTURE FOR HIGH FREQUENCY APPLICATIONS Aydın İlker Karşılayan M.S. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Mehmet Ali Tan July 1995 In this thesis, a new method for the design of tunable current-mode CMOS filters is presented. The proposed structure is suitable for low-voltage (3V) and high frequency applications. Basic building blocks are differential damped integrator and differential damped differentiator, which have tunable corner fre quencies. Using first order building blocks and applying feedback techniques, biquadratic sections of low-pass, high-pass and band-pass filters are generated. Higher order filters are implemented by using cascaded biquad synthesis. Fil ters are tuned by means of two control voltages, from 50% to 130% of their corner frequencies. HSPICE simulations show that filter implementation up to 0.5GHz is possible for 2A[i CMOS technology. The available frequency range can be increased using a better technology such as 0.7(i CMOS. Layouts for two test chips are generated using CADENCE full-custom design environment for 0.7^ and 2.4/x CMOS processes. Keywords : Filter, low-voltage, current-mode. m