本文提出了一種高頻四象限電流乘法器。該乘法器電路結構對稱。提出的乘法器電路工作在±1．18 V的電源電壓下。由于從輸人端到地的低寄生電容，該電路可以工作在高頻條件下，實驗測得它的-3 dB帶寬可以達到1．741GHz。

1 電路工作原理
??? 本文提出的這種電流乘法器是基于圖1所示的基本的單元電路而設計成的。圖1所示的電路，輸出電流Iout和輸入電流Iin是二次函數的關系。這種二次單元電路是由MN、MP和MC組成的。其中MN和MP是偏置工作在三極管區(qū)，MC是工作在飽和區(qū)。如果MN和MP有相同的跨導因子(kP=μPCOXWP／LP=kN=μNCOXWN／LN=k)，從圖1可以很容易得到輸入電壓Vin和輸出電流的Iout的表達式如下：

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很顯然，二次單元電路帶來了輸出電流和MOS管漏極電流的二次函數的關系。在圖2中顯示了提出的四象限電流乘法器電路。圖2中用到的電流模減法器電路如圖3所示。這里用到的減法器不同于文獻中的電壓減法電路。圖2電路是由4個二次單元電路構成。該乘法器的輸入電流是輸入電流IX和IY的和與差。通過使用由式(2)所得到的輸出電流和輸入電流的二次關系，可以得到MOS管MC1，MC2，MC3和MC4的漏極電流的表達式如下：

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??? 從圖2可以看出，由于IO1是IC1和IC2的和，而IO2是IC3和IC4的和，因此可以推導出IO1和IO2表達式如下：

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??? 這種四象限乘法器的輸出電流Iout是IO1和IO2的差，由如下表達式給出：
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??? 可以看到在公式(9)中，輸出電流IOUT等于電流IX和IY的乘積，伴有一個由跨導因子K和依賴于電源的參數a決定的乘法增益因子。很顯然，可以通過調節(jié)跨導參數k和參數a，來調節(jié)乘法器的增益。參數k和MOS管的尺寸直接相關。減小跨導參數k或MOS管的尺寸，帶來了較高的增益和較低的功耗，同時由于與MOS管相關的較小的寄生電容的作用，使得電路的速度也改進了。但是，減小參數k，仍需慎重考慮。因為較小的跨導參數k會帶來較低的線性度和較小的靜態(tài)電流，而這會降低輸入電流的范圍。相反，大的參數值k會帶來較大的靜態(tài)電流，因此會有較大的電流輸入范圍。但是這就會增加電路的總功耗。顯然，參數k的選擇要求最佳化。當然，也可以通過調節(jié)電源依賴因子a來調節(jié)調節(jié)電路的增益。a的大小直接決定了電路的功耗和輸人工作電流的范圍。

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