Analysis and Synthesis of MOS Translinear Circuits

این کتاب ریشه در ایده ای دارد که اولین بار توسط باری گیلبرت در سال 1975 فرموله شد. او نشان داد که چگونه مدارهای آنالوگ دوقطبی می توانند توابع غیرخطی و محاسباتی را تحقق بخشند. این هنر آنالوگ را از کاربردهای خطی به غیرخطی گسترش داد، از این رو مدارهای خطی ترانس نامگذاری شدند. این اصل جدید نه تنها عملکردهای شگفت انگیز پردازش سیگنال را به دقت اجرا می کرد، بلکه مدارها نیز ساده و کاربردی بودند. مشکلات همیشگی طراحی یعنی آنالوگ، یعنی حساسیت دما، گسترش پردازش، غیرخطی بودن دستگاه و ظرفیت پارسیتی تا حد زیادی حل شد. استفاده از اصل ترانس خطی در طراحی مدار مستلزم تغییر دیدگاه شما از دو جهت است. اول، مشخصه غیرخطی ترانزیستورها به عنوان یک دارایی به جای یک ویژگی مضر در نظر گرفته می شود. دوم اینکه سیگنال ها دیگر با ولتاژ نمایش داده نمی شوند، بلکه توسط جریان ها نمایش داده می شوند. در واقع، تغییرات ولتاژ همراه منحرف می‌شوند، اما از آنجایی که بسیار کوچک هستند، فقط اهمیت ثانویه دارند. درک و تجزیه و تحلیل یک مدار ترانس خطی معین نسبتاً ساده است. اما در مورد وضعیت معکوس چطور: فرض کنید تابع غیرخطی یا محاسباتی برای پیاده سازی به شما داده شده است؟ چگونه یک مدار خطی مناسب پیدا کنیم؟ مشکل کلی سنتز مدارهای آنالوگ مشکلی است و امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. چند سال پیش، من این فرصت را داشتم تا روش‌های طراحی مدارهای دوقطبی ترانس خطی را بررسی کنم. مشخص شد که شبکه های translinear دارای برخی ویژگی های توپولوژیکی منحصر به فرد هستند. با استفاده از این ویژگی ها، امکان ایجاد روش های سنتز اکتشافی وجود داشت.

This book has its roots in an idea first formulated by Barrie Gilbert in 1975. He showed how bipolar analog circuits can realize nonlinear and computational functions. This extended the analog art from linear to nonlinear applications, hence the name trans linear circuits. Not only did this new principle enable marvellous signal processing functions to be accurately implemented, but also the circuits were simple and practical. The perennial problems of analog Ie design, namely temperature sensitivity, processing spread, device nonlinearity and paracitic capacitance were solved to a large extent. Using the trans linear principle in circuit design requires changing your point of view in two ways. First, the grossly nonlinear characteristic of transistors is viewed as an asset rather than as a harmful property. Second, no longer are the signals represented by voltages, but by currents. In fact, the attendant voltage changes are distorted but, as they are very small, they are only of secondary interest. Understanding and analyzing a given trans linear circuit is fairly straightforward. But what about the converse situation: suppose you're given some nonlinear or computational function to implement? How to find a suitable translinear circuit realization? The general problem of analog circuit synthesis is a difficult one and is receiving much attention nowadays. Some years ago, I had the opportunity to investigate methods for designing bipolar trans linear circuits. It turned out that translinear networks have some unique topological properties. Using these properties it was possible to establish heuristic synthesis procedures.