0.18μm BiCOMS工艺低功耗20GSps采样保持放大器设计

本文介绍了一种能消除共模噪声并抑制偶次谐波的全差分结构开环 20 GSps 采样保持放大器 (THA). 采用CMOS开关和dummy开关实现高速和良好的线性度. 输入缓冲采用交叉耦合对抑制电荷注入和时钟馈通. 输入缓冲和输出缓冲采用有源电感负载增大信号带宽. 电路采用0.18 μm SiGe BiCMOS 工艺实现,电路设计只使用CMOS器件,电源电压为1.8V,芯片核心面积为0.024 mm2. 测试结果显示该THA芯片在20GSps采样速率下对于4GHz正弦输入信号的SFDR为32.4 dB, 三次谐波失真为-48 dBc. 电路有效精度带宽为12 GHz, FOM仅为0.028 mW/GHz.     

一种14位125MHz采样/保持电路的设计

设计了一种高性能采样/保持(S/H)电路,采用全差分电容翻转型的主体结构,有效减小了噪声和功耗.在电路设计中,采用栅压自举开关,极大地减小了非线性失真,同时,有效地抑制了输入信号的直流偏移.采样/保持放大器电路采用折叠共源共栅结构,由于深亚微米工艺中器件本征增益减小,S/H电路为达到更高增益,采用增益提升技术.设计的采样/保持电路采用0.18μm1P5M工艺实现,在1.8V电源电压、125 MHz采样速率下,输出差动摆幅达到2 V(VP-P),输入信号到奈奎斯特频率时仍能达到98 dB以上的无杂散动态范围(SFDR),其性能满足14位精度、125MHz转换速率的流水线ADC要求.     

一种用于流水线ADC采样保持电路的设计

介绍一种用于流水线ADC的采样保持电路。该电路选取电容翻转式电路结构,不仅提高整体的转换速度,而且减少因电容匹配引起的失真误差;同时使用栅压自举采样开关,有效地减少了时钟馈通和电荷注入效应;采用全差分运算放大器能有效的抑制噪声并提高整体的线性度。该采样保持电路的设计是在0.5μm CMOS工艺下实现,电源电压为5 V,采样频率为10 MHz,输入信号频率为1 MHz时,输出信号无杂散动态范围(SFDR)为73.4 dB,功耗约为20 mW。     

一种具有高线性度MOS采样开关的采样保持电路

通过采样保持电路中运放的复用,提出了一种具有高线性度MOS采样开关的模数转换器前端采样保持电路结构。这种结构可以显著降低采样开关导通电阻变化引入的非线性,从而在不增加开关面积和功耗的情况下,实现了高性能的采样保持电路。基于0.13?m的标准CMOS工艺,对提出的采样保持电路进行了仿真。在采样时钟频率为100MHz,输入信号频率1MHz时,仿真结果显示,无杂散动态范围(SFDR)达到了116.6dB,总谐波失真(THD)达到了112.7dB,信号谐波噪声比（SNDR）达到103.7dB,可以满足14比特流水线ADC对采样保持电路的要求。     

一种用于高速高精度A/D转换器的自举采样电路

介绍了一种新型的CMOS自举采样电路。该电路适用于12位100 MHz采样频率的A/D转换器。采用P型栅压自举开关补偿技术,可以有效地克服采样管导通电阻变化引入的非线性失真,提高采样精度。仿真结果表明,采样时钟频率为100 MHz时,输入10 MHz信号,可得信噪失真比(SNDR)为102 dB,无杂散动态范围(SFDR)为103 dB。信号频率达到采样频率时,仍有超过85 dB的SNDR和87 dB的SFDR,满足高速高精度流水线A/D转换器对采样开关线性度和输入带宽的要求。电路采用SMIC 0.18μm CMOS数模混合工艺库实现,电源电压为1.8 V。     

一种CMOS超高速主从式采样/保持电路

基于65 nm CMOS工艺,设计了一种新型的CMOS主从式采样/保持电路。采用全差分开环主从式的双通道采样结构,提高了电路的线性度。采用负电压产生技术,解决了纳米级工艺下电源电压低的问题。采用Cadence Spectre软件对电路进行仿真分析。仿真结果显示,在1.9 V电源电压、相干采样下,当输入频率为1.247 5 GHz,峰-峰值为0.4 V的正弦波信号,采样率为2.5 GS/s,负载为0.8 pF时,电路的无杂散动态范围(SFDR)为78.31 dB,总谐波失真(THD)为－75.69 dB,有效位为11.51位,可用于超高速A/D转换器中。     

一种用于高速14位A/D转换器的采样/保持电路

介绍了一种采用0.35 μm CMOS工艺的开关电容结构采样/保持电路.电路采用差分单位增益结构,通过时序控制,降低了沟道注入电荷的影响;采用折叠共源共栅增益增强结构放大器,获得了要求的增益和带宽.经过电路模拟仿真,采样/保持电路在80 MSPS、输入信号(Vpp)为2 V、电源电压3 V时,最大谐波失真为-90 dB.该电路应用于一款80 MSPS 14位流水线结构A/D转换器.测试结果显示:A/D转换器的DNL为0.8/-0.9 LSB,INL为3.1/-3.7 LSB,SNR为70.2 dB,SFDR为89.3 dB.     

一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器

介绍了一个采用多种电路设计技术来实现高线性13位流水线A/D转换器.这些设计技术包括采用无源电容误差平均来校准电容失配误差、增益增强(gain-boosting)运放来降低有限增益误差和增益非线性,自举(bootstrapping)开关来减小开关导通电阻的非线性以及抗干扰设计来减弱来自数字供电的噪声.电路采用0.18μm CMOS工艺实现,包括焊盘在内的面积为3.2mm2.在2.5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的微分非线性为-0.18/0.15LSB,积分非线性为-0.35/0.5LSB,信号与噪声加失真比(SNDR)为75.7dB,无杂散动态范围(SFDR)为90.5dBc;在5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的SNDR和SFDR分别为73.7dB和83.9dBc.所有测试均在2.7V电源下进行,对应于采样率为2.5MS/s和5Ms/s的功耗(包括焊盘驱动电路)分别为21mW和34mW.     

一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器

介绍了一个采用多种电路设计技术来实现高线性13位流水线A/D转换器.这些设计技术包括采用无源电容误差平均来校准电容失配误差、增益增强(gain-boosting)运放来降低有限增益误差和增益非线性,自举(bootstrapping)开关来减小开关导通电阻的非线性以及抗干扰设计来减弱来自数字供电的噪声.电路采用0.18μm CMOS工艺实现,包括焊盘在内的面积为3.2mm2.在2.5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的微分非线性为-0.18/0.15LSB,积分非线性为-0.35/0.5LSB,信号与噪声加失真比(SNDR)为75.7dB,无杂散动态范围(SFDR)为90.5dBc;在5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的SNDR和SFDR分别为73.7dB和83.9dBc.所有测试均在2.7V电源下进行,对应于采样率为2.5MS/s和5Ms/s的功耗(包括焊盘驱动电路)分别为21mW和34mW.     

一种高性能CMOS采样/保持电路

介绍了一种高性能CMOS采样/保持电路.该电路在3 V电源电压下,60 MHz采样频率时,输入直到奈奎斯特频率仍能够达到90 dB的最大信号谐波比(SFDR)和80 dB的信噪比(SNR).电路采用全差分结构、底板采样、开关栅电压自举(bootstrap)和高性能的增益自举运算放大器.采用0.18 μm CMOS工艺库,对电路进行了Hspice仿真验证.结果表明,整个电路消耗静态电流5.8 mA.     

An accurate CMOS sample-and-hold circuit

An accurate sample-and-hold (S/H) circuit implemented with a 2-μm double-poly CMOS process is described. Competitive performance in terms of output swing, linearity, and clock feedthrough compensation was obtained using a new circuit topology. The sample and hold operates up to 1 MHz of sampling frequency with less than -60 dB of total harmonic distortion. The accuracy of the held step is better than 0.2 mV. The circuit dissipates 4 mW with a 5-V power supply     

A High Performance Track and Hold Circuit for High-Resolution High-Speed ADC

Design of a high performance track and hold (T/H) circuit for high-resolution high-speed analog-to-digital converter (ADC) is presented,which has been implemented in 0.18 μm CMOS process.An improved bootstrapped and bulk-switching technique is introduced to greatly minimize the nonlinearity of sampling network over a wide bandwidth,and the addition of a modified pre-charge circuit helps reducing the total power consumption.The experimental results show that the proposed T/H circuit achieves over 77 dB SFDR (spurious-free dynamic range) and 70 dB THD (total harmonic distortion) at 100 MHz sampling rate and maintains the performance with input frequency up to 305 MHz while consuming 47 mW power.     

一种应用于流水线ADC采样保持电路的设计

介绍了一种应用于12位、10MS/s流水线模数转换器前端的高性能采样保持（SH）电路的设计。该电路采用全差分电容翻转型结构及下极板采样技术,有效地减少噪声、功耗及电荷注入误差。采用一种改进的栅源电压恒定的自举开关,极大地减小电路的非线性失真。运算放大器为增益增强型折叠式共源共栅结构,能得到较高的带宽和直流增益。该采样保...     

一种12位50MS/s CMOS流水线A/D转换器

采用TSMC 0.18μm 1P6M工艺设计了一个12位50 MS/s流水线A/D转换器（ADC）。为了减小失真和降低功耗,该ADC利用余量增益放大电路（MDAC）内建的采样保持功能,去掉了传统的前端采样保持电路;采用时间常数匹配技术,保证输入高频信号时,ADC依然能有较好的线性度;利用数字校正电路降低了ADC对比较器失调的敏感性。使用Cadence Spectre对电路进行仿真。结果表明,输入耐奎斯特频率的信号时,电路SNDR达到72.19 dB,SFDR达到88.23 dB。当输入频率为50 MHz的信号时,SFDR依然有80.51 dB。使用1.8 V电源电压供电,在50 MHz采样率下,ADC功耗为128 mW。     

用于12 bit 40 MS/s低功耗流水线ADC的采样保持电路

设计了一个可降低12 bit 40 MHz采样率流水线ADC功耗的采样保持电路。通过对运放的分时复用,使得一个电路模块既实现了采样保持功能,又实现了MDAC功能,达到了降低整个ADC功耗的目的。通过对传统栅压自举开关改进,减少了电路的非线性失真。通过优化辅助运放的带宽,使得高增益运放能够快速稳定。本设计在TSMC0.35μm mix signal 3.3 V工艺下实现,在40 MHz采样频率,输入信号为奈奎斯特频率时,其动态范围(SFDR)为85 dB,信噪比(SNDR)为72 dB,有效位数(ENOB)为11.6 bit,整个电路消耗的动态功耗为14 mW。     

一种12位2 GS/s BiCMOS采样保持电路

基于130 nm BiCMOS工艺,设计了一种12位高速采样保持电路,对电路的主要性能进行了分析。电路采用差分结构,采样开关是开环交换射极跟随开关。在输入信号范围内,缓冲器的线性度较高。采用Cadence Spectre软件进行仿真。结果表明,当采样率为2 GS/s,模拟输入差分信号为992 MHz频率、0.5V_pp幅度的正弦波时,SFDR达75.11 dB,SNDR达73.82 dB,电路功耗仅为98 mW,满足了12位采样保持的要求。     

用于W-LAN的5.8GHz InGaP/GaAs HBT MMIC线性功率放大器

介绍了一种应用于W-LAN系统的5.8 GHz InGaP/GaAs HBT MMIC功率放大器。该功率放大器采用了自适应线性化偏置电路来改善线性度和效率,同时偏置电路中的温度补偿电路可以抑制直流工作点随温度的变化,采用RC稳定网络使放大器在较宽频带内具有绝对稳定性。在单独供电3.6 V电压情况下,功率放大器的增益为26 dB,1 dB压缩点处输出功率为26.4 dBm,功率附加效率(PAE)为25%。三阶交调系数(IMD3)在输出功率为26.4 dBm时为-19 dBc,输出功率为20 dBm时低于-38 dBc,在1 dB压缩点处偏移频率为20 MHz时邻道功率比(ACPR)值为-31 dBc。     

一种高速高精度采样/保持电路

介绍了一种用于12bit,100MS/s流水线模数转换器前端的采样/保持电路的设计.该电路在3V电源电压100MHz采样频率时,输入直到奈奎斯特频率仍能够达到108dB的无杂散动态范围(SFDR)和77dB的信躁比(SNR).论文建立了考虑开关之后的采样保持电路的分析模型,并详细研究了电路中开关组合对电路性能的影响,同时发现了传统的栅源自举开关(bootstrapped switch)中存在的漏电现象并对其进行了改进,极大地减小了漏电并提高了电路的线性性能.     

适用于12 bit流水线ADC采样保持电路的设计

介绍了一种用于12 bit,20 MS/s流水线模数转换器前端的高性能采样/保持电路。该电路采用全差分结构、底极板采样来消除电荷注入和时钟馈通误差。采用栅压自举开关,并通过对电路中的开关进行组合优化,极大地提高了电路的线性性能。同时,运算放大器采用折叠式增益增强结构,以获得较高的增益和带宽。采用CSMC公司的0.5μm CMOS工艺库,对电路进行了仿真和流片。结果表明,在5 V电源电压下,采样频率为20 MHz,采样精度可达到0.012%,在输入信号为奈奎斯特频率时,无杂散动态范围(SFDR)为76 dB。     

10 bit 200 MSPS GaAs BiFET sample and hold circuit

A GaAs BiFET sample and hold circuit has been implemented and evaluated. SINAD (signal to noise and distortion) was measured to be ~60 dB, but was limited by the test setup. The device accepts a differential input and produces a differential output. The S/H is clocked differentially at rates of up to 200 MHz. 12 bit performance was expected from SPICE simulations. Despite our test setup limitations, 10 bit performance was observed at 200 MSPS with an input signal frequency of 198 MHz