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随着人类社会的发展,信息的产生、传递以及交换越来越重要。现代通信网络中RS-422串行通信协议作为主流数据传输标准之一,其具有简单、可靠性高等优点而广泛应用于农业、工业、军用等领域。而在通信系统中,收发器作为数据传输的关键设备,对其研究具有非常重要的意义。本文采用0.35μm CMOS工艺设计了一款基于RS-422标准的全双工线路收发器。首先,研究了全双工线路收发器的工作原理及RS-422电气特性,设计了全双工线路收发器的电路拓扑结构,确定了设计指标;其次,分析了所设计收发器的发送电路、接收电路和偏置电路等功能模块构成原理,基于Cadence仿真环境,设计了各模块晶体管级电路,并完成了仿真;再次,基于Virtuoso绘制了全双工线路收发器的芯片版图,通过了DRC、LVS、ERC验证;最后,基于所设计的电路版图,进行了电路后仿真,结合设计参数指标,优化了所设计的电路和版图。本文所设计的发送电路主要实现总线电平到RS-422电平的转换,采用平衡驱动方式实现总线上数据的传递,主要包括热控制电路、平衡驱动数字逻辑输入电路、差分输出电路以及过温保护电路4个子模块,同时为了实现对芯片的保护,该电路集成有短路电流保护以及热关断功能。接收电路主要实现RS-422电平到CMOS标准电平的转换,主要包括迟滞电压比较电路和逻辑输出电路2个子模块,其中,迟滞电压比较电路子模块是接收电路的核心部分,为了满足宽输入电压的要求,该部分电路采用折叠式共源共栅结构设计。仿真结果表明,在全温度(-55℃~125℃)、全电压(4.75V~5.25V)以及典型工艺下,发送电路空载差分输出电压为5.09V,带载(100Ω)差分输出电压为2.23V,共模电压为2.66V,输出高电平时的短路电流为120 mA,输出低电平时的短路电流为120mA;接收电路的差分迟滞电压为-132mV~+128mV,输出高电平最小值的4.05V,输出低电平最大值0.241V,短路电流最大值为56.3mA,输入电阻为120kΩ;系统的静态工作电流最大值是292μA,发送电路在2.5Mbps数据传输速率下的上升/下降时间分别为10.6ns~20.5ns、11.7ns~21.1ns。所设计的芯片满足设计指标、达到了设计目标。