一种模拟除法器的设计及仿真验证CMOS工艺
本文设计了一种模拟除法器，在分析讨论其工作原理的基础上，采用csmc0.5umcmos工艺，对电路进行了cadence spectre 模拟仿真，仿真结果验证了理论分析。
1 电路的设计与分析
图1 ccii 电路结构
模拟除法器由单电源+5v供电，主要由两部分电路构成。第一部分为第二代电流传输器ccii，图1 为cmos cii电路。晶体管m3和m4 组成一个差分放大器，放大器的输出经过晶体管m8 传输到y端，而晶体管m1 和m2构成的电流镜则是差分放大器的有源负载。假设晶体管m1 与m2、m3 与m4、m9与m10 是匹配的，晶体管m5、m6、m7 和m11 组成偏置电流镜，分别为三个支路提供偏置电流，且i7=i11。晶体管m1、m2 组成的电流镜迫使晶体管m3 和m4的漏源电流相等，于是有vgs3=vgs4，又晶体管m3 与m4 为源极耦合对，所以晶体管m3 与m4的栅压相等，即vx=vy。晶体管m8作为源极跟随器，在y 端提供了低的输出阻抗。如果vy》0，且r是y 端电阻，则从y 端流出的电流为iy=vy/r，晶体管m8 的漏极电流为（i7+iy），该电流通过电流镜m9与m10 的作用复制到z端。因为i11=i7，所以z端流出电流与y 端的电流相等，即iz=iy。
晶体管m12-m17组成交叉耦合电流镜将电流（i7+iy）复制到z端口，由于电流i16 跟随电流i7 变化，因此电流iz 流动为反方向，即iz=-iy 。
由此，可以看出ccii 电路可以实现：
第二部分电压电流转换电路如图2 所示，晶体管m20、m21 提供恒定且相等的电流源。晶体管m22-m25 工作在饱和区，m26-m29 工作在线性区。忽略体效应，则漏电流id：
图2 电压电流转换电路
图2 中虚线部分电路可分为四个支路，由晶体管对（m22，m26）（m23，m28）（m24，m29）（m25，m27）构成。电压v1、v2为输入信号。根据方程式（2a）和（2b），我们可以得到四个支路的电流与电压的关系式：
将等式（3）-（6）按照泰勒级数展开，如（7）式所示，将其在（0，0）点二阶展开：
并对其路径积分之后，总的差分输出电流：
于是有，定义差分输入v=v1-v2
而差分输入电流：
由方程式（9）、（10）、（11）和（1）有
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由此，可以看出ccii 电路可以实现：
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图2 电压电流转换电路
图2 中虚线部分电路可分为四个支路，由晶体管对（m22，m26）（m23，m28）（m24，m29）（m25，m27）构成。电压v1、v2为输入信号。根据方程式（2a）和（2b），我们可以得到四个支路的电流与电压的关系式：
将等式（3）-（6）按照泰勒级数展开，如（7）式所示，将其在（0，0）点二阶展开：
并对其路径积分之后，总的差分输出电流：
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