基于量子PSO算法的CMOS運算放大器優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、在模擬CMOS 單元電路的設(shè)計自動化和優(yōu)化方面，現(xiàn)有的仿真方法大多是基于常規(guī)數(shù)值計算方法，不僅計算復(fù)雜，而且精度不高。為此，根據(jù)粒子群優(yōu)化(PSO)算法和量子行為特性，提出一種基于量子PSO 算法的集成電路優(yōu)化方法，以實現(xiàn)全局優(yōu)化求解。 本論文的主要工作如下： （1）CMOS 運算放大器的分析。由于絕大部分模擬電路都是采用傳統(tǒng)手段—由設(shè)計者選定電路拓撲，通過電路仿真器對電路進行反復(fù)地模擬和實驗來確定器件尺寸實現(xiàn)的，其設(shè)計

2、不僅繁瑣、費時，而且一次成功率很低。為便于CMOS 運算放大器的優(yōu)化，首先針對運算放大器的特點，MOS 管的電學(xué)特性，噪聲模型及運算放大器的不同結(jié)構(gòu)及電路性能解析方程等以原理圖和電學(xué)性能公式的方法做了詳細的分析。 （2）量子PSO 算法的仿真分析。在PSO 算法基礎(chǔ)上，將量子算法（Quantum Algorithm）相結(jié)合，使得粒子在整個空間中搜索全局最優(yōu)解，這樣可以減少搜索時間，提高運算精度，通過兩種算法對典型函數(shù)求解，通過兩

3、種收斂曲線對比分析，驗證了量子PSO 算法在收斂速度方面遠優(yōu)于基本PSO 算法，且不易陷入局部最優(yōu)。（ 3）運算放大器優(yōu)化設(shè)計。分析了一種兩級CMOS 運算放大器，使用0.35 微米的工藝實現(xiàn)，供電電壓是3.3V 。運放電路的直流增益、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率和功耗四項主要性能指標(biāo)作為參考并推導(dǎo)出電路性能解析方程。主要將CMOS 運算放大器的電路性能解析方程轉(zhuǎn)化成粒子位置的求解，先初始化粒子的速度和位置，然后不斷迭代更新，直到搜索