MOS晶体管的阈值电压不匹配特性

集成电路中器件的匹配性对于模拟电路和数字电路的设计有着很重要的影响,而现在重要的是还缺乏精确的器件匹配的模型。在模拟集成电路设计中,MOS管阈值电压的匹配特性对集成电路尤其是电流Ids的大小有着重要的影响。基于短沟道系列模型,MOS氧化层中的固定电荷和杂质原予服从泊松分布,分析了NMOS和PMOS器件不匹配的物理原因,并验证σVT/VT遵循与1/(?)成比例的结论。     

W波段小型化低交叉极化片上天线

针对W波段毫米波片上雷达系统的小型化、高集成度、低功耗应用,本文基于0.13 μm Bi-CMOS工艺提出了一种工作在94 GHz的小型化新型短路微带片上天线。该天线基于传统四分之一波长短路微带天线（Shorted Patch Antenna, SPA）结构,通过引入对称反向接地的寄生SPA,显著降低了天线H面的交叉极化。同时寄生SPA引入了新的谐振点,有效提高了天线的带宽。为了实现小型化的应用,本文通过引入容性加载,进一步减小了片上天线的尺寸。天线馈电采用共面集成波导（CPW）直接馈电形式,以便于毫米波GSG探针平台的测试。仿真结果显示,天线增益约为-3.2 dBi,-10 dB相对带宽为4.4%,E面、H面交叉极化分别为53.7 dB和28 dB,辐射效率大于10%。与传统四分之一波长短路微带天线相比,提出的天线-10 dB相对带宽提高了2.5%,H面交叉极化降低了16.5 dB,天线尺寸缩小了32.5%。     

Sigma-Delta调制器非理想特性建模

文章对三阶单环路结构的高阶sigma-delta A/D调制器的非理想特性,包括时钟抖动、MOS开关噪声、比较器迟滞性、放大器的输入噪声、单位增益带宽和有限直流增益等,进行了分析,提出了基于Matlab的高层次建模方法.通过系统仿真确定关键的电路参数和性能指标,在较高层次指导A/D转换器的电路结构级和晶体管级设计.     

一种基于准浮栅技术的超低压折叠运算放大器设计

介绍了准浮栅晶体管的工作原理、电气特性及其等效电路。提出了一种基于准浮栅技术的折叠差分结构,基于此结构设计,实现了超低压运算放大器。采用TSMC0.25μmCMOS工艺的BSIM3V3模型,对所设计运放的低压特性进行仿真,结果表明,在0.8V电源电压下,运算放大器的直流开环增益为106dB,相位裕度为62°,单位增益带宽为260kHz,功耗仅为3.9μW。     

PWM/PFM双模调制的高效率DC/DC开关电源

利用根据负载电流的大小改变调制模式的方法实现了一种降压型高转换效率的DC/DC开关电源,并采用二次集成的方式在芯片内部集成了功率p-M O SFET。当控制电压占空比小于20%时,采用PFM(Pu lse-F requency M odu lation)模式调制;占空比大于20%时,采用PWM(Pu lse-W idth M odu lation)模式调制,平均转换效率约为93%,输出电流范围可以从0.01 A到3.0 A。当输出驱动电流为3.0 A时,整个调制控制电路的功耗仅为6.0 mW。输入电压为5 V时,负载调整率小于1.5%;负载电流为0.01 A时,线性调整率小于0.5%。     

一种用于逐次逼近ADC的高能效高线性度开关电容时序

提出了一种用于逐次逼近模数转换器的高能效高线性度开关电容时序。相较于典型的基于V_CM的开关原理,该开关时序可减少37%的开关能量,并具有更高的线性度。该开关时序已应用于1V,10位300kS/s的SAR ADC,并在0.18μm标准CMOS工艺下成功流片。测试结果表明,在1V电源电压下,此SAR ADC的SNDR为55.48dB,SFDR为66.98dB,功耗为2.13μW,品质因数到达14.66fJ/c-s。DNL和INL分别为0.52/-0.47 LSB和0.72/-0.79 LSB,并且与静态非线性模型一致,最大INL出现在 V_FS/4处和3V_FS/4处。     

8位高速低功耗流水线型ADC的设计技术研究

采用7级子ADC流水线结构设计了一个8位80MS/s的低功耗模数转换电路。为减小整个ADC的芯片面积和功耗,改善其谐波失真和噪声特性,重点考虑了第一级子ADC中MDAC的设计,将整个ADC的采样保持电路集成在第一级子ADC的MDAC中,并且采用逐级缩放技术设计7级子ADC的电路结构,在版图设计中考虑每一级子ADC中的电容及放大器的对称性。采用0.18μm CMOS工艺,该ADC的信噪比（SNR）为53dB,有效位数（ENOB）为7.98位,该ADC的芯片面积只有0.56mm2,典型的功耗电流仅为22mA。整个ADC性能达到设计要求。     

12位逐次逼近模数转换器关键设计技术研究

采用逐次逼近方式设计了一个12位的超低功耗模数转换电路。为减小整个ADC的芯片面积、功耗和误差,提高有效位数,对整个ADC的采样保持电路结构进行了精确的设计,重点考虑了其中的高精度比较器电路结构;对以上两个模块的版图设计进行了精细的布局。采用0.18μmCMOS工艺,该ADC的信噪比（SNR）为72dB,有效位数（ENOB）为11.7位,该ADC的芯片面积只有0.36mm2,典型的功耗仅为40μW,微分非线性误差DNL小到0.6LSB、积分非线性误差INL只有0.63LSB。整个ADC性能达到设计要求。     

一种5位10 GHz SiGe BiCMOS比较器

SiGe BiCMOS提供了性能极其优异的异质结晶体管(HBT),其ft超过70 GHz,β>120,并具有高线性、低噪声等特点,非常适合高频领域的应用。基于SiGe BiCMOS工艺,提出了一种高性能全差分超高速比较器。该电路由宽带宽前置放大器和改进的主从式锁存器组成,采用3.3 V单电压源,比较时钟超过10 GHz,差模信号电压输入量程为0.8 V,输出差模电压0.4 V,输入失调电压约2.5 mV;工作时钟10 GHz时,用于闪烁式A/D转换器可以达到5位的精度。     

一种采用0.5 μm CMOS工艺的多通道SAR ADC

设计并实现了一个多通道12位逐次逼近(SAR)A/D转换器。转换器内部集成了多路复用器和并行到串行转换寄存器、复合型DAC等。整体电路采用Hspice进行仿真,转换速率为133 ksps,转换时间为7.5μs。通过低功耗设计,工作电流降低为2.48 mA。芯片基于0.5μmCMOS工艺完成版图设计,版图面积为2.4 mm×2.3 mm,流片测试满足设计指标。