第二次下線電路圖以及佈局圖

第二次下線電路包含離散元件的運算放大器、轉導放大器、參考電壓源與控 制電路以及整合性的可程式化類比電路，電路說明如下。

1. 運算放大器：採用第一次下線所設計的電路，因測試結果符合要求，且其規 格也符合第二次下線電路系統上需求。

2. 轉導放大器：製作兩組不同架構的離散轉導放大器，採用 4.1.2 小節與 4.1.3 小節提出的電路，與第一次下線的轉導器相比，具有較高的線性輸入範圍。

3. 參考電壓源：採用 4.2.3 小節提出的能隙參考電壓源。

4. 控制電路：由暫存器與類比開關組成，為 4.4 節與 4.5 節提出的電路。

5. 可程式化類比電路：由以上的單元電路組成，具有可程式化積分器與一階低 通濾波器的功能，其中內部的轉導放大器採用4.1.2 小節提出的轉導器。

6.3.1 參考電壓源電路

選擇4.3.2 小節所提的能隙參考電壓源，規格如表 6.10，電路如圖 6.33、佈 局圖如圖6.34。

表6. 10 第二次下線之能隙參考電壓源規格

模擬溫度範圍 -40~140 ℃

偏壓值設定 1.2V

電壓變化最大量 FF 3.4mV 電壓變化最大量 TT 4mV 電壓變化最大量 SS 2.8V

圖6. 33 第二次下線之參考電壓源電路電路圖

圖6. 34 第二次下線之參考電壓源電路佈局圖

6.3.2 轉導放大器

6.3.2.1 偏壓補償式轉導放大器

選擇4.1.2 小節所提的偏壓補償式轉導放大器，規格如表 6.11，電路如圖 6.35、佈局圖如圖 6.36。

表 6. 11 第二次下線之偏壓補償式轉導放大器規格

轉導值 100µ/ V 線性輸入範圍 -1~1 volt

誤差 低於1%

圖6. 35 第二次下線之偏壓補償式轉導放大器電路圖

圖6. 36 第二次下線之偏壓補償式轉導放大器佈局圖

6.3.2.1 三級管區式轉導放大器

選擇4.1.2 小節所提的三級管區式轉導放大器，規格如表 6.12，電路如圖 6.37、佈局圖如圖 638。

表6. 12 第二次下線之三級管區式轉導放大器規格

轉導值 163µ/ V 線性輸入範圍 -1~1 volt

誤差 3.55%

圖6. 37 第二次下線之三級管區式轉導放大器電路圖

圖6. 38 第二次下線之三級管區式轉導放大器佈局圖

6.3.3 暫存器與開關

由於我們的系統為雙端傳輸，需要同時控制正負兩端的訊號，因此採用以一 組暫存器控制兩組開關的方式來完成程式化的動作。架構如圖6.18，以傳輸閘作 為類比開關需要有兩個相反的電壓訊號分別控制NMOS與PMOS的閘極端電 壓，因此暫存器(Reg)的輸出訊號除了直接控制兩組類比開關(SW1與SW2)，還需 連接到反向器，產生反向的控制訊號。

圖6. 39 第二次下線之暫存器與開關架構圖

圖6. 40 第二次下線之暫存器與開關佈局圖

6.3.4 可切換式系統

可切換式系統，如圖6.41 所示，具有積分器與一階低通濾波器的功能，系 統電路有兩組轉導放大器、一組運算放大器與兩組電容以及可程式化開關，圖中 開關以”○”表示。開關 1 與開關 2 決定提供系統使用的電容大小，開關 3 負責積 分器與一階低通濾波器的切換，開關功能整理於表6.18。

表6. 13 可切換式系統開關功能

開關 1 開關 2 開關 3 功能

ON OFF － 提供系統C1電容

OFF ON － 提供系統C2電容

ON ON － 提供系統C1+C2電容

－ － ON 系統產生一階低通濾波器功能

－ － OFF 系統產生積分器功能

圖6. 41 第二次下線之可切換式系統電路架構

圖6. 42 第二次下線之可切換式電路佈局圖