一种低压高线性CMOS模拟乘法器设计
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1．2 电路实现
式(2)与式(3)中的平方运算可以由4个工作在饱和区的NMOS管实现，平方项中的减法运算可以由减法电路实现，如图3所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/179291.htm
将这种减法电路和4个工作在饱和区的NMOS管相结合，得到一种新型的CMOS四象限模拟乘法器，如图4所示。
如上述，定义图4中2个差分输入对分别为Via1=V1-V2；Vid2=V3-V4，输出端Vo1，Vo2。为了使电路工作在饱和区，最小的电源电压必须满足：
最终输出Vo，由式(6)、式(7)相减可得：
由输出式(11)可知，该乘法器的输出增益仅由负载电阻R，以及M9～M12晶体管的跨导参数决定。相比图1所示电路结构，节约4个电阻，减少了版图面积，电路结构更为简单。
2 电路仿真与分析
对图4所示乘法器使用HSpice仿真软件进行仿真，其中MOS晶体管模型参数由典型0．18 μm CMOS工艺提供。电源电压为1．8 V，仿真结果显示，在1．8 V的工作电压下，该乘法器静态功耗可低至80μW，其线性输入范围达到±0．3 V，-3 dB带宽可达到1 GHz。
为合理比较图1和图4所示两种乘法器性能，将它们静态功耗和转换增益设为一致。晶体管参数设置如下：
其中2个电路静态电源功耗均设为195μW；图1中，Vid1，Vid2的共模电平设为0．66 V；图4中，Vid1的共模电平设为0．6 V，Vid2的共模电平设为0．2 V。
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