开关电流技术在低功耗甲乙类S2I存储单元中的应用

"一种低电压低功耗的甲乙类S2I存储单元" 开关电流技术是一种创新的模拟信号处理技术，特别适用于构建开关电流滤波器和模数转换器。这种技术的优势在于它不需要使用双层多晶硅电容，这使得电路能够使用常见的CMOS数字工艺制造，减少了生产成本。通过这种方法，可以实现更小的芯片尺寸，以适应现代系统级芯片（SoC）对低电压和低功耗的要求。开关电流电路的性能取决于其环路带宽f∞，其建立时间受电荷迁移率μ、栅一源电压Vgs、开启电压VT以及沟道长度L的影响。根据这些参数，开关电流电路能够在数百兆赫兹的频率下稳定工作，这使得它们成为高速电路设计的理想选择。 甲乙类（AB类）SI存储单元是针对便携式电子设备功耗问题的一种解决方案。在甲类存储单元中，输入信号的振幅受到偏置电流的限制，即信号幅度不能超过偏置电流幅度。为了增加信号摆幅，需要增大偏置电流，但这会增加静态功耗，不适合低功耗设计。相比之下，甲乙类结构的电路仅需较小的偏置电流就能实现大的信号摆幅，从而降低了功耗。甲乙类存储单元基于甲乙类电流传输器，通过将电流镜替换为存储管并添加控制开关来实现。在这样的设计中，电流传输器的Y端子接地，确保X端子保持“虚地”状态，优化了电流流动和存储效率。 甲乙类存储单元的工作原理涉及到两相控制时钟。在φ1相，输入电流被取样，此时M5和M6晶体管呈现二极管连接，它们的栅一源电容Cgs5和Cgs6进行充电。在这个阶段，电路中的电流关系可以通过公式表达，其中υi表示电流输入端相对于地的电压。这种工作模式允许在低电压条件下保持较高的信号质量和较低的功耗。 这种低电压低功耗的甲乙类S2I存储单元利用开关电流技术实现了高效能与低能耗的平衡，特别适用于需要高频率操作和低功耗特性的便携式电子设备。通过精细的电路设计和控制策略，该技术不仅减小了电路尺寸，降低了制造成本，还显著提高了能量效率，满足了现代电子系统对高性能和节能的双重需求。