一种应用于高速高精度模数转换器的比较器

文中设计了一种基于CMOS工艺的高速高精度时钟控制比较器。该比较器包含一个全差分开关电容采样级、一级预放大器、动态锁存器及时钟控制反相器。预放大器采用正反馈放大技术保证了增益和速度,锁存器采用两个正反馈锁存器和额外的反馈环路提高了锁存的速度。基于0.18μm 1.8V CMOS工艺进行了设计和仿真,结果表明该比较器可以应用于500 MSPS高精度流水线模数转换器。     

一种高速开关电容动态锁存比较器分析与设计

设计了一种基于CMOS工艺的开关电容动态锁存比较器。该比较器包含一个共模不敏感全差分开关电容采样级和一级动态锁存比较器。开关电容采样级验证了比较器的输入共模范围,动态锁存器采用两个正反馈锁存器和额外的反馈环路提高了锁存的速度。基于0.18μm 1.8V CMOS工艺进行了版图设计和后仿真,结果表明该比较器可以应用于200 MSPS高精度流水线模数转换器。     

一种GHz高频应用的低失调高速CMOS动态比较器

提出了一种由改进的前置差分运算放大器和差分式锁存器构成的高频、高速、低失调电压的动态比较器。前置预差分放大器采用PMOS交叉互连的负载结构,提升差模增益,进而减小输入失调。后置输出级锁存器采用差分双尾电流源抑制共模噪声,改善输出级失调,并加速比较过程。采用一个时钟控制的开关晶体管替代传统复位模块,优化版图面积,在锁存器中构建正反馈回路,加速了比较信号的复位和输出建立过程。采用65 nm/1.2 V标准CMOS工艺完成电路设计,结合Cadence Spectre工艺角和蒙特卡洛仿真分析对该动态比较器的延时、失调电压和功耗特性进行评估。结果表明,在1.2 V电源电压和1 GHz采样时钟控制下,平均功耗为117.1 μW;最差SS工艺角对应的最大输出延迟仅为153.4 ps;1 000次蒙特卡罗仿真求得的平均失调电压低至1.53 mV。与其他比较器相比,该动态比较器的电压失调和高速延时等参数有明显优势。     

适用于D类音频功放的PWM高速比较器设计

设计了一种应用于CMOS D类音频功率放大器的PWM高速比较器。输入级为Rail-to-Rail结构,中间级由锁存器和自偏置差分放大器组成,输出级为反相器结构。由于采用了锁存器和自偏置放大器结构,比较器可以在很短的时间内驱动大电容,满足后续电路对驱动能力的要求。基于CSMC 0.5μm CMOS工艺的BSIM3V3Spice模型,采用Hspice对PWM比较器进行仿真。结果表明,在典型模型下,比较器的电源抑制比为56dB,直流开环增益为45dB,输入共模范围(ICMR)为-0.19～4.93V,传输延时为15ns。     

一种用于视频采集10bit低功耗SARADC的设计

本文通过对逐次逼近型ADC原理的分析,设计了一种用于视频采集10 bit,900KS/s的逐次逼近型模拟数字转换器(SAR ADC),该模数转换器主要由采样保持、DAC、比较器和数字逻辑控制器组成。其中,DAC采用电荷定标型结构,利用对称电容阵列结构减少电容所占面积,同时提高缩放电容的匹配精度;比较器采用三级预放大器加一级动态锁存器结构,并且该比较器采用了失调校准技术来提高比较器的精度。电路采用SMIC 0.13um 1P6M CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,在900KS/s的采样速率下,有效位数可达8.7bit,功耗仅为1.02mW。     

一种应用于高速高精度模数转换器的比较器

提出了一种基于BiCMOS工艺的高速高精度时钟控制比较器.该比较器包含一级预放大器、动态锁存器及时钟控制反相器.预放大器采用正反馈放大技术保证了增益和速度,锁存器采用两个正反馈锁存器和额外的反馈环路提高了锁存的速度.基于3.3 V 0.35 μm BiMOS工艺进行了设计和仿真,结果表明该比较器可以应用于160 MS/s高精度流水线模数转换器.     

一种用于视频采集10bit低功耗SAR ADC的设计

本文通过对逐次逼近型ADC原理的分析,设计了一种用于视频采集10bit,900KS／S的逐次逼近型模拟数字转换器（SARADC）,该模数转换器主要由采样保持、DAC、比较器和数字逻辑控制器组成。其中,DAC采用电荷定标型结构,利用对称电容阵列结构减少电容所占面积,同时提高缩放电容的匹配精度;比较器采用三级预放大器加一级动态锁存器结构,并且该比较器采用了失调校准技术来提高比较器的精度。电路采用SMIC0．13um 1P6M CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,在900KS／s的采样速率下,有效位数可达8．7bit,功耗仅为1．02mW。     

基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的高速比较器分析与设计

基于预放大正反馈锁存比较理论,给出了一种8bit 8Gs/s高速比较器的设计.该比较器采用预放大器结构以提高分辨率、加快比较过程,采用主从锁存器降低亚稳态发生概率,采用输出缓冲器改善输出波形、提供测试接口;在HHNEC 0.18μm SiGe BiCMOS工艺下,采用Cadence Spectre进行仿真,结果显示,该比较器精度为4mV,输出摆幅±300mV,锁存时间37ps,过驱动恢复时间22ps,功耗约57mW,表现出良好的性能.     

一种低回踢噪声低失调高频CMOS比较器

动态比较器在高速高精度模数转换器中至关重要,针对失调和回踢噪声等指标,提出了一种可有效抑制回踢噪声的低失调电压高频动态比较器。所提出的比较器在预放大器中增加一对交叉耦合的MOS电容,中和输出节点的寄生电容,从而抑制回踢噪声,稳定高频输入信号;将锁存器的单尾电流源改为差分双尾源结构,同时跨接一个钟控MOS开关,有效实现了失调电压的抑制以及复位和再生的加速。采用TSMC 40 nm/0.9 V标准CMOS工艺和Cadence Spectre工具,对比较器的输入、失调、延迟和功耗特性进行分析仿真。结果表明：在1 GHz高频采样时钟频率和输入差模电压50 mV的条件下,回踢噪声和失调电压分别减小到22.297 mV和11μV,两种非理想特性被显著抑制;整体比较器的延时时间仅为0.061 ns,功耗为23.3μW,在高速高频Flash ADC、并行ADC等应用方向具有明显优势。     

一种高速低功耗迟滞CMOS比较器的分析与设计

文章分析设计了一种具有内部迟滞效应的高速低功耗CMOS比较器,该比较器采用前置放大级、正反馈级和输出驱动级级联的结构,实现了对增益、速度和功耗的优化.电路的内部迟滞效应有效的实现了对噪声信号的抑制.采用0.35μm CMOS工艺的仿真结果表明,该比较器在3.3V的供电电源下可达到100MHz的工作速度.在20MHz的采样速率下具有0.2mW的功耗.芯片测试结果表明各项性能指标均达到了设计要求.     

一种高速低功耗动态比较器设计

提出了一种应用于最小能量追踪系统的改进型高速低功耗动态比较器。通过在锁存比较器中引入额外的正反馈,使得动态比较器具有响应速度更快、功耗更小的优点,同时电路规模与版图面积基本保持不变。基于65 nm CMOS工艺的HSPICE仿真显示,所提出的动态比较器在输入电压差为1 mV时,传输延迟仅为1.82 ns,较未改进之前的3.57 ns,传输延迟大幅度减小。     

低功耗高精度的电压比较器设计

设计了一款用于实现10位精度逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的电压比较器,该比较器采用高速高精度比较器结构并进行了优化,在高速度、低功耗锁存器的基础上加预放大级以提高比较精度,加RS触发器优化处理比较器的输出信号。同时,采用失调校准技术消除失调,预放大级采用共源共栅结构抑制回程噪声,最终获得了高精度和较低的功耗。仿真结果表明:在Chartered 0.35μm 2P4MCMOS工艺下,时钟频率5 MHz,电源电压3.3 V,分辨率达0.1 mV,平均功耗约为0.45 mW,芯片测试结果表明比较器满足了SAR ADC的要求。     

5位高速低功耗Binary-Search模数转换器

基于65 nm CMOS工艺,设计了一种高速低功耗二分搜索算法(Binary-Search)模数转换器(ADC)。与传统Binary-Search结构相比,该ADC的比较器采用两级动态前置放大器和一级动态闩锁器组合构成,减小了静态电流,得到极低的功耗;失调电压降低到不会引起判决误差,省去了外接的数字校准模块。因此,芯片面积减小,避免了校准模块拖慢比较器的工作速度。后仿结果表明,当采样频率为1 GHz时,该Binary-Search ADC的有效位达4.59 bit,功耗仅1.57 mW。     

一种适用于高速高精度流水线ADC的放大器

本文提出了一种新颖的放大器结构.它由两部分组成:前面为跨导放大器,后面则是由电阻反馈形成的跨阻放大器,两种放大器的组合构成了具有高输入阻抗、低输出阻抗的电压放大器.与普通放大器不同的是,在我们设计的工作条件下,它输出端的极点几乎不受负载电容的影响.用该放大器作为预放大级,驱动一单级主放大器所构成的两级运放在负载电容为4pf的情况下实现了超过1GHz的增益带宽积,瞬态分析的结果表明它可以在10ns内达到0.01%的精度(闭环增益为8),而功耗仅有25mW,远低于同性能其他结构的放大器,非常适合作为高速高精度流水线模数转换器中的首级余量放大器使用.     

一种基于VCM开关切换的12位20 MS/s SAR ADC

设计了一种12位、采样率为20 MS/s的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。整体电路为全差分结构,采用了一种基于VCM开关切换的分段式电容阵列。同时,比较器结合了前置运放和动态锁存器,与异步时序相配合,实现了SAR ADC高速工作。此外,采样电路采用栅压自举技术,提高采样的线性度。芯片基于TSMC 180 nm 1P5M CMOS工艺设计。仿真结果表明,当采样率为20 MS/s时,SAR ADC有效位数为11.94 bit,无杂散动态范围为86.53 dBc,信噪比为73.66 dB。     

适用于SerDes接收器DFE的高速动态比较器

在SerDes电路中,高速数据传输的关键在于均衡的速率,因此随着SerDes对数据传输速率要求越来越高,对SerDes中接收器的判决反馈均衡器的速率要求也在提高。作为自适应判决反馈均衡器的关键组成部分,比较器的延时大小决定了自适应均衡器的判决容限。为了满足低压应用对高速率比较器的低延迟要求,文章基于传统双尾比较器提出一种新的适用于SerDes接收器中判决反馈均衡器的高速差分信号动态比较器电路。在TSMC 28 nm CMOS工艺下,当电源电压为1 V时,平均延迟时间为52.58 ps,可满足高达15 Gbit/s数据速率的判决反馈均衡器应用需求。     

A 16-GHz ultra-high-speed Si-SiGe HBT comparator

This paper presents an improved master-slave bipolar Si-SiGe HBT comparator design for ultra-high-speed data converter applications. The latch is maintained during the track stage facilitating quick transition back to the latch stage, increasing the sampling speed of the comparator. Implemented in a 0.5-/spl mu/m 55-GHz BiCMOS Si-SiGe process, this comparator consumes approximately 80 mW with sampling speeds up to 16 GHz.     

Analysis and design of low-voltage low-power high-speed double tail current dynamic latch comparator

The demanding need of ultra-high speed, area efficient and power optimized analog-to-digital converter is forcing towards the exploration and usage of the dynamic regenerative comparator to minimize the power, area and maximize the speed. In this paper, detailed analysis of the delay for the various dynamic latch based comparators is presented and analytical expressions are derived. With the help of analytical expressions, the designer can obtain insight view of the different parameters, which are the contributors of the delay in the dynamic comparator. Based on the findings, various tradeoffs can be explored. Based on the literature and presented analysis, a new dynamic latch based comparator is proposed. The basic double tail dynamic latch based comparator and shared charge logic are modified for low-power and high-speed with the reduced power supply in the proposed comparator. With the modified structure of double tail latch comparator and adding the shared charge logic, the regeneration delay is reduced, at the same time, power consumption is also reduced. Simulation results in 90 nm CMOS technology confirm the claimed reductions. The simulation is carried out using 90 nm technology with a supply voltage of 1 V, at 1 GHz of frequency resulting into the delay of 50.9 ps while consuming 31.80 μW of power.