专利名称：一种集成低通滤波器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤波器电路，尤其是一种集成低通滤波器电路。
背景技术：
现有的CMOS集成低通滤波器多采用有源滤波器结构，其结构由电阻，电容和运放 组成，采用切比雪夫，巴特沃斯等形式组成的高阶滤波器！这些滤波器不仅结构复杂，而且 功耗和占用芯片面积较大，不利于在集成电路中应用，这样的电路已经越来越不能满足低 压、低功耗和高度集成的需要。
发明内容
本发明的发明目的在于设计一种集成低通滤波器电路，它可以克服现有技术的不 足，是一种具有超低的功耗和较锐利的截止频率，且可以减小低通滤波器占据的芯片面积 的电路。本发明的技术方案一种集成低通滤波器电路，包括电源电压Vdd、地和电容，其 特征在于它是由不少于3个的跨导单元相互级联构成。上述所说的跨导单元包括5个，由跨导单元Gml、跨导单元Gm2、跨导单元Gm3、跨导 单元Gm4和跨导单元Gm5构成；其中所说的跨导单元Gml是由开关管NMOSl、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管 PM0S4和尾电流源构成；其中所说的开关管NM0S2的栅极端为集成低通滤波器电路的 采集输入电压Vin的正向输入端，其源级经尾电流源化接地，其漏极与开关管PM0S4的漏 极连接；所说的开关管NMOSl的栅极作为集成低通滤波器电路的采集输入电压Vin的负向 输入端，同时与跨导单元Gm5的输出端连接，构成输出电压的负反馈电路，其源级经尾电流 源In接地，其漏极与开关管PM0S3的漏极连接；所说的开关管PM0S4的源级连接电源电压 Vdd，其栅极与漏极短接，同时与开关管PM0S3的栅极连接；所说的开关管PM0S3的的源级连 接电源电压Vdd，其漏极与开关管NMOSl的漏极连接，同时连接跨导单元Gm2的输入端；所说的跨导单元Gm2是由开关管NM0S1、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管 PM0S4、电压源Vdd/2和尾电流源h构成；其中所说的开关管NMOSl的栅极与跨导单元Gml 中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOS 1的漏极连接，其源级经尾电流源化接地，其漏极与 开关管PM0S3的漏极、跨导单元Gml中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单 元Gm3的输入端连接；所说的开关管NM0S2的栅极经电压源Vdd/2接地，其源级经尾电流 源h接地，其漏极与开关管PM0S4的漏极、开关管PM0S4的栅极及连接开关管PM0S3的栅 极连接；所说的开关管PM0S3的栅级与开关管PM0S4的栅级、开关管PM0S4的漏极及开关管 NM0S2的漏极连接，其源级与电源电压Vdd连接，其漏极与开关管NMOSl的漏极、跨导单元 Gml中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm3的输入端连接；所说的开 关管PM0S4的栅极与开关管PM0S3的栅极连接，其源级连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极 短接，同时与开关管NM0S2的漏极连接；
所说的跨导单元Gm3是由开关管NM0S1、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管 PM0S4、电压源Vdd/2和尾电流源h构成；其中所说的开关管NM0S2的栅极与跨导单元Gml 中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOS 1的漏极、跨导单元Gm2中开关管PM0S3的漏极及开 关管NMOSl的漏极连接，其源级经尾电流源化接地，其漏极与开关管PM0S4的漏极连接；所 说的开关管NMOSl的栅极经电压源Vdd/2接地，其源级经尾电流源h接地，其漏极与开关 管PM0S3的漏极连接，同时连接跨导单元Gm4的输入端；所说的开关管PM0S4的源级连接电 源电压Vdd，其栅极与漏极短接，同时与开关管PM0S3的栅极连接；所说的开关管PM0S3的 源级连接电源电压Vdd，其漏极与开关管NMOSl的漏极连接，同时连接跨导单元Gm4的输入 端；所说的跨导单元Gm4是由开关管NM0S1、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管 PM0S4、电压源Vdd/2和尾电流源In构成；其中所说的开关管NMOSl的栅极与跨导单元Gm3 中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极连接，其源级经尾电流源化接地，其漏极与 开关管PM0S3的漏极、跨导单元Gm3中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导 单元Gm5的输入端连接；所说的开关管NM0S2的栅极经电压源Vdd/2接地，同时与跨导单 元Gm5的输入端连接，其源级经尾电流源^！接地，其漏极与开关管PM0S4的漏极、开关管 PM0S4的栅极及连接开关管PM0S3的栅极连接；所说的开关管PM0S3的栅级与开关管PM0S4 的栅级、开关管PM0S4的漏极及开关管NM0S2的漏极连接，其源级与电源电压Vdd连接，其 漏极与开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm3中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、 跨导单元Gm5的输入端连接；所说的开关管PM0S4的栅极与开关管PM0S3的栅极连接，其源 级连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极短接，同时与开关管NM0S2的漏极连接；所说的跨导单元Gm5是由开关管NM0S3、开关管NM0S4、、开关管NM0S5、开关管 NM0S6、开关管PM0S5、开关管PM0S6、开关管PM0S7、开关管PM0S8、尾电流源h构成；其中所 说的开关管NM0S3的栅极与跨导单元Gm4中的开关管NM0S2的栅极连接，同时经跨导单元 Gm4中的电压源Vdd/2接地；其源级经尾电流源h接地，其漏极与开关管PM0S5的漏极连 接；所说的开关管NM0S4的栅极与跨导单元Gm4中开关管PM0S3的漏极、开关管NMOS 1的 漏极及跨导单元Gm3中的PM0S3的漏极、开关管NMOSl的漏极连接，其源级经尾电流源化接 地，其漏极与开关管PM0S6的漏极连接；所说的开关管PM0S7的源级连接电源电压Vdd，其 漏极与开关管NM0S5的漏极连接，其栅极与开关管PM0S5的栅极连接；所说的开关管PM0S5 的源级连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极短接，同时与开关管NM0S3的漏极连接；所说的 开关管PM0S6的源级连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极短接，同时与开关管NM0S4的漏极 连接，其栅极与开关管PM0S8的栅极连接；所说的开关管PM0S8的源级连接电源电压Vdd， 其漏极与开关管NM0S6的漏极连接，同时作为跨导单元Gm5的输出端输出电压Vout，同时与 跨导单元Gml中的负向输入端构成负反馈；所说的开关管NM0S5的源级接地，其漏极与开关 管PM0S7的漏级连接，其栅极与其漏极短接，同时连接开关管NM0S6的栅极；所说的开关管 NM0S6的漏极与开关管PM0S8的漏极连接，其源级接地；所说的开关管NM0S6的漏极和开关 管PM0S8的漏极还经电容接地。本发明的工作原理电路可以根据不同的低通截止频率灵活选用3到5级完全相 同的跨导单元级联方式进行组合使用。跨导电路有用于信号输入的输入差分对和用于增加 输出阻抗的电流镜Gm5 ；尾电流源In提供必要的微量电流，以得到非常小的Gml Gm5。由
5于各个跨导单元都工作于亚阈值区，有如下公式成立
=
权利要求
1.一种集成低通滤波器电路，包括电源电压Vdd、地和电容，其特征在于它是由不少于 3个的跨导单元相互级联构成。
2.根据权利要求1所述的一种集成低通滤波器电路，其特征在于所说的跨导单元包括 5个，由跨导单元Gml、跨导单元Gm2、跨导单元Gm3、跨导单元Gm4和跨导单元Gm5构成；其中所说的跨导单元Gml是由开关管NM0S1、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管 PM0S4和尾电流源构成；其中所说的开关管NM0S2的栅极端为集成低通滤波器电路的 采集输入电压Vin的正向输入端，其源级经尾电流源^！接地，其漏极与开关管PM0S4的漏 极连接；所说的开关管NMOSl的栅极作为集成低通滤波器电路的采集输入电压Vin的负向 输入端，同时与跨导单元Gm5的输出端连接，构成输出电压的负反馈电路，其源级经尾电流 源h接地，其漏极与开关管PM0S3的漏极连接；所说的开关管PM0S4的源级连接电源电压 Vdd，其栅极与漏极短接，同时与开关管PM0S3的栅极连接；所说的开关管PM0S3的的源级连 接电源电压Vdd，其漏极与开关管NMOSl的漏极连接，同时连接跨导单元Gm2的输入端；所说的跨导单元Gm2是由开关管NMOS1、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管PM0S4、电 压源Vdd/2和尾电流源h构成；其中所说的开关管NMOSl的栅极与跨导单元Gml中开关 管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极连接，其源级经尾电流源In接地，其漏极与开关管 PM0S3的漏极、跨导单元Gml中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm3 的输入端连接；所说的开关管NM0S2的栅极经电压源Vdd/2接地，其源级经尾电流源化接 地，其漏极与开关管PM0S4的漏极、开关管PM0S4的栅极及连接开关管PM0S3的栅极连接； 所说的开关管PM0S3的栅级与开关管PM0S4的栅级、开关管PM0S4的漏极及开关管NM0S2 的漏极连接，其源级与电源电压Vdd连接，其漏极与开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gml中 开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm3的输入端连接；所说的开关管 PM0S4的栅极与开关管PM0S3的栅极连接，其源级连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极短接， 同时与开关管NM0S2的漏极连接；所说的跨导单元Gm3是由开关管NMOSl、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管PM0S4、电 压源Vdcl/2和尾电流源h构成；其中所说的开关管NM0S2的栅极与跨导单元Gml中开关管 PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm2中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl 的漏极连接，其源级经尾电流源化接地，其漏极与开关管PM0S4的漏极连接；所说的开关管 NMOSl的栅极经电压源Vdd/2接地，其源级经尾电流源^！接地，其漏极与开关管PM0S3的漏 极连接，同时连接跨导单元Gm4的输入端；所说的开关管PM0S4的源级连接电源电压Vdd， 其栅极与漏极短接，同时与开关管PM0S3的栅极连接；所说的开关管PM0S3的源级连接电源 电压Vdd，其漏极与开关管NMOSl的漏极连接，同时连接跨导单元Gm4的输入端；所说的跨导单元Gm4是由开关管NMOS1、开关管NM0S2、开关管PM0S3、开关管PM0S4、电 压源Vdd/2和尾电流源h构成；其中所说的开关管NMOSl的栅极与跨导单元Gm3中开关 管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极连接，其源级经尾电流源化接地，其漏极与开关管 PM0S3的漏极、跨导单元Gm3中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm5 的输入端连接；所说的开关管NM0S2的栅极经电压源Vdd/2接地，同时与跨导单元Gm5的输 入端连接，其源级经尾电流源化接地，其漏极与开关管PM0S4的漏极、开关管PM0S4的栅极 及连接开关管PM0S3的栅极连接；所说的开关管PM0S3的栅级与开关管PM0S4的栅级、开关 管PM0S4的漏极及开关管NM0S2的漏极连接，其源级与电源电压Vdd连接，其漏极与开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm3中开关管PM0S3的漏极及开关管NMOSl的漏极、跨导单元Gm5 的输入端连接；所说的开关管PM0S4的栅极与开关管PM0S3的栅极连接，其源级连接电源电 压Vdd，其漏极与其栅极短接，同时与开关管NM0S2的漏极连接；所说的跨导单元Gm5是由开关管NM0S3、开关管NM0S44、、开关管NM0S5、开关管NM0S6、 开关管PM0S5、开关管PM0S6、开关管PM0S7、开关管PM0S8、尾电流源h构成；其中所说的开 关管NM0S3的栅极与跨导单元Gm4中的开关管NM0S2的栅极连接，同时经跨导单元Gm4中 的电压源Vdd/2接地；其源级经尾电流源h接地，其漏极与开关管PM0S5的漏极连接；所 说的开关管NM0S4的栅极与跨导单元Gm4中开关管PM0S3的漏极、开关管NMOSl的漏极及 跨导单元Gm3中的PM0S3的漏极、开关管NMOSl的漏极连接，其源级经尾电流源^！接地，其 漏极与开关管PM0S6的漏极连接；所说的开关管PM0S7的源级连接电源电压Vdd，其漏极与 开关管NM0S5的漏极连接，其栅极与开关管PM0S5的栅极连接；所说的开关管PM0S5的源级 连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极短接，同时与开关管匪0S3的漏极连接；所说的开关管 PM0S6的源级连接电源电压Vdd，其漏极与其栅极短接，同时与开关管NM0S4的漏极连接，其 栅极与开关管PM0S8的栅极连接；所说的开关管PM0S8的源级连接电源电压Vdd，其漏极与 开关管NM0S6的漏极连接，同时作为跨导单元Gm5的输出端输出电压Vout，同时与跨导单元 Gml中的负向输入端构成负反馈；所说的开关管NM0S5的源级接地，其漏极与开关管PM0S7 的漏级连接，其栅极与其漏极短接，同时连接开关管NM0S6的栅极；所说的开关管NM0S6的 漏极与开关管PM0S8的漏极连接，其源级接地；所说的开关管NM0S6的漏极和开关管PM0S8 的漏极还经电容接地。
全文摘要
一种集成低通滤波器电路，其特征在于它是由不少于3个的跨导单元相互级联构成。其优越性在于1、用工作于亚阈值区的级联跨导单元来代替低通滤波器所需的巨大的电阻(1000兆欧姆量级)；2、极大的减小了低通滤波器占据的芯片面积；3、具有超低的功耗和较锐利的截止频率；4、适用于集成应用的低通滤波器。
文档编号H03H7/01GK102075155SQ20101061609
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者吕英杰, 张小兴, 戴宇杰, 邹玉峰 申请人:天津南大强芯半导体芯片设计有限公司