[實用新型]一種基于憶阻器的增益與相位可調放大器

有效

• 申請號: 202022274740.8
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN212969579U
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 韋家銳;徐衛林;楊文琛;胡斯哲;許新愉;莫新鋒;溫劍鈞
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H03G9/00
• 分類號: H03G9/00;H03G1/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本實用新型公開一種基于憶阻器的增益與相位可調放大器，利用憶阻器的電學特性與負阻源耦差分對電路進行組合，通過脈沖編程設定憶阻器的阻值來改變該放大器的增益和相位。架構上采用具有高輸出阻抗的電流鏡對憶阻器的直流分量進行旁路，使憶阻器兩端的靜態工作電壓小于憶阻器的閾值電壓，相比于傳統的旁路電容方式顯著地節省了集成電路版圖面積。通過負阻產生電路與憶阻器進行串聯，通過脈沖編程調節作為正電阻的憶阻器就可以獲得一定正負阻值范圍內可調的電阻值，并將此正負可調電阻作為源耦差分對電路的負載就可以實現既能調節該放大器增益又能調節該放大器相位。

技術領域

本實用新型涉及集成電路技術領域，具體涉及一種基于憶阻器的增益與相位可調放大器。

背景技術

憶阻器是除電阻、電容和電感之外的第四種基本電路元件，表示的是電荷量與磁通量之間的數學關系。近年來，隨著納米結構表征技術的不斷進步和對憶阻器性能的深入研究，憶阻器的制備及應用己經取得了一定發展，實現憶阻器在電子領域的集成化，以及全面應用成為可能。由于憶阻器具有阻值記憶功能，其阻值隨著其電荷量的變化而變化，而且阻值的大小會隨著電荷的方向或極性實現可逆變化，因此利用這一特性可以在模擬集成電路中設計出許多新穎的應用電路。

運算放大器是自動化技術和電子信息技術中最基本的一種應用電路，尤其是在儀表放大電路和通信電路中還需要對放大器的增益實現更精確的控制以保證信號的穩定性。然而傳統增益和相位控制放大器卻存在電路較為復雜，不能控制放大相位以及不能實現增益的脈沖編程的缺陷。

實用新型內容

本實用新型所要解決的是傳統增益和相位控制放大器的電路較為復雜，且難以實現增益與相位的脈沖編程控制的問題，提供一種基于憶阻器的增益與相位可調放大器。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種基于憶阻器的增益與相位可調放大器，包括源耦差分對電路、負阻產生電路、憶阻器MR1-MR2和電流鏡CM1-CM4；憶阻器MR1的負極、電流鏡CM3的輸出端和負阻產生電路的輸出端M相連；憶阻器MR2的負極、電流鏡CM4的輸出端和負阻產生電路的輸出端N相連；憶阻器MR1的正極、電流鏡CM1的輸出端和源耦差分對電路的同相輸出端P相連；憶阻器MR2的正極、電流鏡CM2的輸出端和源耦差分對電路的反相輸出端Q相連；源耦差分對電路與輸入的差分信號V_ip和V_in相接。

上述基于憶阻器的增益與相位可調放大器，還進一步包括開關S₁-S₅；開關S₁的兩端分別接脈沖編程輸入信號V_pro和負阻產生電路的輸出端N；開關S₂的兩端分別接負阻產生電路的兩個輸出端M和N；開關S₃的兩端分別接復位輸入信號V_res和負阻產生電路的輸出端N；開關S₄的兩端分別接源耦差分對電路的同相輸出端P和反相輸出端Q；開關S₅的兩端分別接源耦差分對電路的反相輸出端Q和地V_ss。

上述基于憶阻器的增益與相位可調放大器，還進一步包括負載電阻R_L；負載電阻R_L的兩端分別與源耦差分對電路的同相輸出端P和源耦差分對電路的反相輸出端Q連接。

上述方案中，電流鏡CM1、電流鏡CM2、電流鏡CM3和電流鏡CM4的輸出拉電流或者灌電流與源耦差分對電路單邊靜態電流相等。

上述方案中，電流鏡CM1和CM2均為PMOS電流鏡；電流鏡CM3和CM4均為NMOS電流鏡。