发明名称 低电压互补式金氧半三输入乘法器
摘要 一种低电压互补式金氧半三输入乘法器,适用于类比电路中,可同时接收三个输入信号并执行乘法运算。其中包含四个差动放大器,每一差动放大器中NMOS电晶体均操作于次临界区,其输入电压Vin1和Vin2皆为此三输入信号之线性组合,并使得其输出电流ID1和ID2需符合下列公式:ID1 - ID2 =IBtanh(Vin1-Vin2/2nVr)……………(2)利用四个差动放大器的输出电流连接至负载,即得出此三输出乘法器。
申请公布号 TW369640 申请公布日期 1999.09.11
申请号 TW084108523 申请日期 1995.08.15
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段一○六号十八楼 发明人 刘深渊
分类号 G06F7/68 主分类号 G06F7/68
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种低电压互补式金氧半三输入乘法器,适用于一类比积体电路中,其接收并计算一第一输入信号,一第二输入信号,一第三输入信号之乘积,并输出至一输出信号端,该三输出乘法器跨接于一参考高电压和一参考低电压之间,其包括:一第一差动放大器,其中该第一差动放大器的第一输入电压为该第一输入信号,加上该第二输入信号,再加上该第三输入信号,该第一差动放大器的第二输入电压为接地,同时,该第一差动放大器的第一和第二输出电流端分别耦接至该输出信号端之负极和正极;一第二差动放大器,其中该第二差动放大器的第一输入电压为该第一输入信号,加上该第二输入信号,再减去该第三输入信号,该第二差动放大器的第二输入电压为接地,同时,该第二差动放大器的第一和第二输出电流端分别耦接至该输出信号端之正极和负极;一第三差动放大器,其中该第三差动放大器的第一输入电压为该第一输入信号,减去该第二输入信号,再加上该第三输入信号,该第三差动放大器的第二输入电压为接地,同时,该第一差动放大器的第一和第二输出电流端分别耦接至该输出信号端之正极和负极;一第四差动放大器,其中该第四差动放大器的第一输入电压为该第一输入信号,减去该第二输入信号,再减去该第三输入信号,该第四差动放大器的第二输入电压为接地,同时,该第四差动放大器的第一和第二输出电流端分别耦接至该输出信号端之负极和正极;一第一负载,耦接于该参考高电压及该输出信号端之负极间;以及一第二负载,耦接于该参考高电压及该输出信号端之正极间,并且该第一负载和该第二负载的负载値相同。2.如申请专利范围第1项所述之三输入乘法器,其中,每一差动放大器包括:一第一金氧半场效电晶体,为N型,操作于次临界区,其闸极为第一输入电压端,其汲极为第一输出电流端;一第二金氧半场效电晶体,为N型,操作于次临界区,其闸极为第二输入电压端,其汲极为第二轮出电流端;一直流电流源,跨接于该第一金氧半场效电晶体和该二金氧半场效电晶体的接触点,以及该参考低电压。3.如申请专利范围第2项所述之三输入乘法器,其中,每一差动放大器中该第一输出电流ID1和该第二输出电流ID2须符合下列关系式IB表示该直流电流源的电流値,VI1和VI2分别表示该第一和第二输入电压,n为斜率参数,VT为热电压,tanh为双曲正切函数。4.如申请专利范围第1项所述之三输入乘法器,其中,产生该第一输入信号、该第二输入信号和该第三输入信号的线性组合信号之方法,系利用一线性组合电路来达成。5.如申请专利范围第4项所述之三输入乘法器,其中,该线性组合电路包括:一左差动放大器;以及一右差动放大器;其中,该左差动放大器之第二输入信号端与该左差动放大器之第二输出信号端和该右差动放大器之第一输出信号端耦接,构成该线性组合电路之输出信号,而该左差动放大器之第一输入信号端,该右差动放大器之第一输入信号端,以及该右差动放大器之第二输入信号端则个别接收该第一输入信号,该第二输入信号,以及该第三输入信号,使得该线性组合电路之输出信号为该第一、第二、和第三输入信号的线性组合。6.如申请专利范围第5项所述之三输入乘法器,其中,该左差动放大器和该右差动放大器内之N型金氧半场效电晶体均操作于次临界区。7.如申请专利范围第1项所述之三输入乘法器,其中,该第一负载系为一P型金氧半场效电晶体。8.如申请专利范围第1项所述之三输入乘法器,其中,该第一负载系为一电阻。9.如申请专利范围第1项所述之三输入乘法器,其中,该第二负载系为一P型金氧半场效电晶体。10.如申请专利范围第1项所述之三输入乘法器,其中,该第二负载系为一电阻。图式简单说明:第一图表示一般CMOS差动放大器的电路图。第二图表示根据本发明所建构之三输入乘法器的电路图。第三图表示产生第二图中线性组合信号的线性组合电路之电路图。第四图表示本实施中输出信号,在不同的第二输入信号和第三输入信号之条件上,与第一输入信号的关系图。第五图表示利用本发明之三输入乘法器构成之三次方器,其输出电压与时间的讯号图,分别为理论値及模拟结果。
地址 台北巿和平东路二段一○