用于12位250 MS/s电荷域ADC的2.5位子级电路

提出了一种用于12位250 MS/s电荷域流水线模数转换器(ADC)的2.5位子级电路。采用增强型电荷传输电路,实现电荷传输和余量电荷计算,省去了传统流水线ADC中的高性能运放,大幅降低了ADC的功耗。该2.5位子级电路被应用于一种12位250 MS/s电荷域流水线ADC中,并采用0.18 μm CMOS工艺实现。测试结果表明,在250 MS/s采样率、20.1 MHz输入频率下,该ADC的SNR为65.3 dBFS。     

用于14位210 MS/s电荷域ADC的4.5位子级电路

该文提出了一种用于高速高精度电荷域流水线模数转换器(ADC)的电荷域4.5位前端子级电路。该4.5位子级电路使用增强型电荷传输(BCT)电路替代传统开关电容技术流水线ADC中的高增益带宽积运放来实现电荷信号传输和余量处理,从而实现超低功耗。所提4.5位子级电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中作为前端第1级子级电路,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS, ADC内核面积为3.2 mm2,功耗仅为205 mW。     

用于高速电荷域ADC的电荷比较器设计

设计了一种用于电荷域流水线ADC的高速电荷比较器电路,该比较器包括电荷采样电路、共模不敏感开关电容网络和锁存放大器。仿真结果表明,在0.18μm CMOS工艺条件下,该比较器在250 MHz时钟下性能良好,采用该比较器的12位250 MS/s电荷域ADC内的2.5位子级电路功能正确。     

用于14位210 MS/s电荷域ADC的采样保持前端电路

该文提出一种用于电荷域流水线模数转换器(ADC)的高精度输入共模电平不敏感采样保持前端电路。该采样保持电路可对电荷域流水线ADC中由输入共模电平误差引起的共模电荷误差进行补偿。所提出的高精度输入共模电平不敏感采样保持电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS,而ADC内核功耗仅为205 mW,面积为3.2 mm2。     

一种10位250 MS/s电荷域流水线ADC

提出了一种高速、低功耗、小面积的10位 250 MS/s 模数转换器(ADC)。该ADC采用电荷域流水线结构,消除了高增益带宽积的跨导运算放大器,降低了ADC功耗。采用流水线逐级电荷缩减技术,降低了后级电路的电荷范围,减小了芯片面积。测试结果表明,在250 MS/s采样速率、9.9 MHz输入正弦信号的条件下,该ADC的无杂散动态范围(SFDR)为64.4 dB,信噪失真比(SNDR)为57.7 dB,功耗为45 mW。     

一种采用Replica控制PVT波动不敏感电荷传输电路的10位250MSPS电荷域流水线模数转换器

本文提供了一种低功耗电荷域10位250Msps电荷域流水线模数转换器（ADC）。通过采用基于BBD的电荷域流水线技术实现,使得ADC具有超低功耗;通过采用一种Replica控制PVT波动不敏感BCT电路,在不降低电荷传输速度的条件下抑制了PVT波动敏感性。采用0.18um CMOS工艺,在没有采用共模控制和误差校准技术的条件下,所实现的10位电荷域ADC在250MHz全速采样时对于9.9MHz正弦输入信号转换得到的无杂散动态范围（SFDR）为64.74dB,信噪失真比（SNDR）为56.9dB,有效位数（ENOB）达9.1比特,最大微分线性度（DNL）为 0.5/-0.5 LSB,最大积分线性度（INL）为 0.8/-0.85 LSB,并且在1.8V电源条件下整个电路功耗仅为45mW,整个ADC有源芯片面积为1.2×1.3 mm2。     

双开关电荷采样放大器

电荷放大器是高阻抗电荷源器件普遍采用的前置电路,电荷采样放大器保持了电荷放大器功能,同时可以消除电荷放大器直流漂移导致的输出饱和,但是单开关的电荷采样放大器是不稳定电路。文中分析了电荷采样放大器的工作原理,提出了双开关电荷采样放大器,该电路不自激振荡,无输出饱和,其输出可以直接作为Ａ／Ｄ转换电路的输入。     

用于高速流水线ADC的低抖动多相时钟产生电路

设计了一种用于高速流水线ADC的多相时钟产生电路。通过采用一种高灵敏度差分时钟输入结构和时钟接收电路,降低了输入时钟的抖动。该多相时钟产生电路已成功应用于一种12位250MSPS流水线ADC,电路采用0.18μm 1P5M 1.8 V CMOS工艺实现,面积为2.5 mm2。测试结果表明,该ADC在全速采样条件下对20 MHz输入信号的信噪比(SNR)为69.92 d B,无杂散动态范围(SFDR)为81.17 d B,积分非线性误差(INL)为-0.4~+0.65 LSB,微分非线性误差(DNL)为-0.2~+0.15 LSB,功耗为320 m W。     

一种用于X射线工业检测的多通道电荷读出IC

介绍了一种用于X射线工业检测的多通道电荷读出IC。该电荷读出IC可提供64个通道,将探测器电荷转换成模拟电压。电路由电荷放大器增益控制、增益电容阵列、时序发生器、移位寄存器链、电荷放大器阵列和采样保持放大器等组成,具有低噪声、14位动态范围等特性。电路芯片采用0.8μm标准CMOS工艺制造,芯片尺寸为3.1mm×10.9mm。电路在3.3MHz频率、5V电源电压和3.5V参考电压下工作,电路功耗为45mW。测试结果表明,在电荷放大器增益电容为0.5pF和光电二极管结电容为33pF下,电路的输出噪声达到600μV(Vrms)。     

一种用于X射线工业检测的多通道电荷读出IC

介绍了一种用于X射线工业检测的多通道电荷读出IC。该电荷读出IC可提供64个通道,将探测器电荷转换成模拟电压。电路由电荷放大器增益控制、增益电容阵列、时序发生器、移位寄存器链、电荷放大器阵列和采样保持放大器等组成,具有低噪声、14位动态范围等特性。电路芯片采用0.8 μm标准CMOS工艺制造,芯片尺寸为3.1 mm × 10.9 mm。电路在3.3 MHz频率、5 V电源电压和3.5 V参考电压下工作,电路功耗为45 mW。测试结果表明,在电荷放大器增益电容为0.5 pF和光电二极管结电容为33 pF下,电路的输出噪声达到600 μV (V_rms)。     

一种流水线ADC数字域动态可重构架构

分析流水线ADC数字域校准算法工作原理及实现电路的具体特点.为解决数字校准算法系数实时更新的问题,在PipeRench结构的基础上结合多重上下文动态可重构方式,提出了一种针对流水线ADC数字域的动态可重构电路.对该架构中的关键电路模块进行了设计并对整个电路架构进行了仿真,结果表明该架构可以实现流水线ADC数字域的动态重构.     

低功耗、高性能多米诺电路电荷自补偿技术

提出了一种电荷自补偿技术来降低多米诺电路的功耗,并提高了电路的性能.采用电荷自补偿技术设计了具有不同下拉网络(PDN)和上拉网络(PUN)的多米诺电路,并分别基于65,45和32nm BSIM4 SPICE模型进行了HSPICE仿真.仿真结果表明,电荷自补偿技术在降低电路功耗的同时,提高了电路的性能.与常规多米诺电路技术相比,采用电路自补偿技术的电路的功耗延迟积(PDP)的改进率可达42.37%.此外,以45nm Zipper CMOS全加器为例重点介绍了功耗分布法,从而优化了自补偿路径,达到了功耗最小化的目的.最后,系统分析了补偿通路中晶体管宽长比,电路输入矢量等多方面因素对补偿通路的影响.     

低功耗、高性能多米诺电路电荷自补偿技术

提出了一种电荷自补偿技术来降低多米诺电路的功耗,并提高了电路的性能.采用电荷自补偿技术设计了具有不同下拉网络(PDN)和上拉网络(PUN)的多米诺电路,并分别基于65,45和32nm BSIM4 SPICE模型进行了HSPICE仿真.仿真结果表明,电荷自补偿技术在降低电路功耗的同时,提高了电路的性能.与常规多米诺电路技术相比,采用电路自补偿技术的电路的功耗延迟积(PDP)的改进率可达42.37%.此外,以45nm Zipper CMOS全加器为例重点介绍了功耗分布法,从而优化了自补偿路径,达到了功耗最小化的目的.最后,系统分析了补偿通路中晶体管宽长比,电路输入矢量等多方面因素对补偿通路的影响.     

基于Z域变换的CCM电荷传输模型研究

 分析了EMCCD的结构特征及载流子倍增寄存器利用碰撞电离实现电荷倍增的原理,建立了一种基于离散系统Z域变换的CCM电荷传输模型.该模型描述了在CCM电荷传输的电荷转移损失和电荷倍增过程.利用该模型的电荷传输的传递函数,本文推导了CCM电荷传输幅频响应的计算表达式并结合CCM的典型参数进行了数值计算.计算结果与实验观察表明随着电荷倍增率越大,CCM电荷传输的幅频响应改善越明显.     

一种采用双采样技术的高性能采样保持电路

介绍了一种高性能的采样保持电路。他采用双采样结构,使得在同样性能的运算放大器条件下,采样速率成倍提高,降低对运放的要求;使用补偿技术的两级运算放大器有较高增益和输出摆幅;采用栅压自举电路,消除开关导通电阻的非线性,减小电荷注入效应和时钟溃通。在SMIC 0.25μm标准工艺库下仿真,该采样保持电路可试用于高速高精度流水线ADC。     

采用电荷复位技术的像素级ADC

实现了一种可用于CMOS图像传感器,采样率为50 Hz、精度为15位的像素级模数转换器(ADC)。此ADC采用电荷复位方式补偿电荷,然后通过对电荷包计数实现模数转换。为了实现低功耗、低噪声和小面积,对电路系统、核心模块的设计以及版图布局布线进行了综合考虑和优化。该设计采用SMIC 0.18μm CMOS标准工艺,版图面积为50μm×50μm。测试结果表明:当输入电流为17.5,33.7和80 nA时,对应的输出码的均值/标准差分别为8 875/6.56,16 500/2.6,32 768/14.3。在满量程输入电流(80 nA)情况下,仿真总功耗仅为4.5μW。     

一种对失调和电容失配误差进行补偿的流水线ADC子级电路

设计一种用于高速高精度流水线ADC的流水线ADC子级电路,采用伪随机序列控制子ADC电路中比较器阵列的参考比较电压。比较器的高低位被随机分配,消除某个比较器的固有失调对子ADC量化的影响,温度计码的伪随机性可以消除MDAC电容的失配误差对余量输出的影响。电路采用0.18μm 1P5M 1.8V CMOS工艺,运用于12位250MSPS流水线ADC电路中,实际测得流水线ADC电路的SNR为69.92dB,SFDR为81.17dB。     

一种用于X射线安全检测的多通道电荷读出IC

介绍了一种用于X射线安全检测的多通道电荷读出集成电路.该电路可提供32通道的探测器电荷-模拟电压转换,具有无死区时间、失调校准和低噪声特性.电路由电荷放大器增益控制、时序发生器、移位寄存器链、电荷放大器阵列、采样保持放大器和驱动器等组成.芯片采用华润上华0.6μm标准CMOS工艺实现,管芯尺寸为3.1 mm×7.1 mm,工作在3.3 MHz,5V供电和3.5V参考电压下的功耗为45 mW.测试结果表明,在25.5 pF的电荷放大器增益电容和52pF的光电二极管结电容下,电路的输出噪声性能达到90 μV (Vrms).     

1．5位／级结构在流水线型ADC中的设计与应用

本文首先阐述了沟道电荷注入效应的产生机理，然后分析可以有效消除沟道电荷注入效应的开关一电容结构的底板采样技术，最后给出流水线型ADC中采用开关一电容结构的1．5位／级电路设计及仿真结果。     

一种10位高速Pipeline-SAR混合型ADC设计

基于180 nm CMOS工艺,设计了一种无残差放大的10位100 MS/s流水线与逐次逼近混合型ADC。采用两级流水线-逐次逼近混合型结构,第一级完成4位粗量化转换,第二级完成6位细量化转换。为了降低整体电路功耗,采用单调式电容控制切换方式,两级之间残差电压采用采样开关电荷共享方式实现。采用异步时序控制逻辑,进一步提升了能量利用率和转换速度。后仿真结果表明,在100 MS/s奈奎斯特采样率下,有效位数为9.39 bit,信噪失真比为58.34 dB,1.8 V电源电压下整体功耗为5.9 mW。