臺灣博碩士論文加值系統

本論文為設計與製作可調變增益放大器（Variable Gain Amplifier, VGA）。以Hspice進行電路模擬和分析，並以Cadence Virtuoso Layout Editor完成電路佈局的工作，設計一個頻帶寬、失真小且功率消耗小的可調變增益放大器。並使用TSMC 0.35um的CMOS製程技術來完成晶片的製作。
一種可調變增益放大器設備，包括一個可變增益放大器電路，其電路放大輸入信號和回授信號之間的差異並輸出一個輸出信號；一個回授電路，其電路提供回授信號給可變增益放大器電路；以及一個控制器，其控制器控制可變增益放大器電路和回授電路，隨著可變增益放大器電路的增益增加而降低回授電路的截止頻率，反之亦然。
此研究設計了一可調變增益放大器，其包含三部分：指數控制電路、放大電路與緩衝電路。指數電路採用近似指數函數來設計。而放大電路裡包含一個共模回授電路，其功能是為了防止電晶體進入三極管區，並迫使VGA輸出的DC電壓變為固定的電壓Vref。本研究是採用CMOS 0.35um製程技術，其驅動電壓為3.3V，電路功率消耗為58mW，頻寬為164MHz，晶片面積為0.93mm2。

A CMOS variable gain amplifier （VGA） is presented, which consists of exponential control circuit, amplifier circuit and buffer circuit. The exponential control circuit adopts an approximate exponential equation. The amplifier circuit includes a common mode feedback circuit, the common mode feedback is required in order to prevent any of the transistors from entering linear mode operation and to maintain a specific dc value for the biasing of the next stage. The VGA is implemented in 0.35um CMOS technology and total power dissipation is 58mW at 3.3V supply. The chip size is 0.93mm2.

摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 論文章節架構 2
第二章 可調變增益放大器 4
2.1 簡介 4
2.2 應用 9
2.2.1 自動增益控制（Automatic Gain Control，AGC） 12
第三章 可調變增益放大器之設計 16
3.1 電流源 17
3.2 控制級（Control stage） 19
3.3 可變增益級（VGA stage） 21
3.3.1 及爾伯特單元（Gilbert cell） 23
3.3.2 共模回授（Common mode feedback，CMFB） 26
3.4 緩衝級（Buffer stage） 31
第四章 電路模擬結果 32
4.1 控制級模擬結果 32
4.2 可變增益級模擬結果 33
4.3 包含緩衝級之模擬結果 37
第五章 量測考量與環境設定 42
5.1 晶片佈局 42
5.2 測量環境設定 44
第六章 量測結果 46
第七章 結論及未來研究方向 51
參考文獻 53

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