18、低电压、低功耗VT提取器与高速低抖动PFD电路解析

低电压、低功耗VT提取器与高速低抖动PFD电路解析

在电子电路设计领域，低电压、低功耗的VT提取器电路以及高速低抖动的相位频率检测器（PFD）电路是研究的热点。下面将详细介绍这两种电路的相关内容。

低电压、低功耗VT提取器电路

传统的VT提取器电路存在一些缺点，例如增益为2的放大器通常通过堆叠两个二极管连接的晶体管来实现，这需要双阱工艺，增加了成本和复杂度，且堆叠晶体管需要更高的电源电压，不适合低功耗操作。

基本VT提取器块的工作原理

基本VT提取器块如图2所示，假设该块中的所有晶体管都处于饱和状态，每个MOSFET的漏极电流遵循简单的平方律方程：
[I_{Di}=K_i(V_{GSi}-V_T)^2]
其中，(K_i)是MOSFET的跨导参数，在图2中，(K_1 = K_2 = K_3 = K_4/4 = k)。忽略体效应，将M1和M2的漏极电流相等，可得：
[k(V_S - V_T)^2 = k(V_{DD}/2 - V_T)^2]
解得：
[V_S = V_{DD}/2]
再将M3和M4的漏极电流相等，可得：
[k(V_O - V_T)^2 = 4k(V_S - V_T)^2]
将(V_S = V_{DD}/2)代入上式，可得：
[V_O = V_T]
其中，(V_O)是图2所示电路的输出。

考虑二阶效应

当考虑不同的二阶效应，如沟道长度调制（(\lambda)）、迁移率降低（(\theta)）和体效应等时，漏极电流方程变为：
[I_{Di}=K_i(V_{GSi}-V_T)^2(1 + \thet