低电压低功耗CMOS 5Gb/s串行收发器

设计并实现了一种使用0.13μm CMOS 工艺制造的低电压低功耗串行收发器.它的核心电路工作电压为1V,工作频率范围为2.5~5GHz.发送器包括一个20:1的串行器和一个发送驱动器,其中发送驱动器采用了预加重技术来抵消传输信道对信号的衰减,降低信号的码间串扰.接收器包括一个输入信号预放大器,两个1:20的解串器以及时钟恢复电路.在输入信号预放大器中设计了一个简单新颖的电路,利用前馈均衡来进一步消除信号的码间串扰,提高接收器的灵敏度.测试表明,收发器功耗为127mW/通道.发送器输出信号均方根抖动为4ps.接收器在输入信号眼图闭合0.5UI,信号差分峰-峰值150mV条件下误码率小于10-12.     

CMOS 5 Gb/s串行接收器

设计了一个使用0.13μm CMOS工艺制造的低电压低功耗串行接收器。它的核心电路工作电压为1V,工作频率范围从2.5 GHz到5 GHz。接收器包括两个1:20的解串器、一个输入信号预放大器以及时钟恢复电路。在输入信号预放大器中设计了一个简单新颖的电路,利用前馈均衡来进一步消除信号的码间串扰,提高接收器的灵敏度。测试表明,接收器功耗45 mW。接收器输入信号眼图闭合0.5UI,信号差分峰-峰值150 mV条件下误码率小于10~(-12)。接收器还包含了时钟数据恢复电路,其中的相位插值器通过改进编码方式,使得输出信号的幅度能够保持恒定,并且相位具有良好的线性度。     

一种用于PCIE2.0的0.13 CMOS 5 Gb/s收发器

设计并在SMIC 0.13μm CMOS工艺下实现了一种用于PCI-E 2.0接口的电流模式逻辑(CML)高速串行收发器电路。该设计的发送器采用含有源电感的两级预加重电路,减小了码间干扰并扩展了带宽;接收器采用了时域自适应均衡器,并在利用感应峰化技术拓展带宽的同时引入了有源电感从而显著减小了芯片面积和功耗。收发器工作电压1.2v,数据传输率 5Gbps,面积0.016mm2,版图后模拟得到的电路总功耗为150mw。测试结果表明在5Gb/s的传输速率下电路工作正常,输出信号摆幅达到350mV,信号抖动为14ps,接收器眼图张开幅度为135mV,张开宽度为0.56UI,可以很好的满足PCIE2.0规范对收发器性能的要求。     

MAX9217/MAX9218在视频链路中传输音频数据

MAX9217/MAX9218组是一个收发器对,发送器(MAX9217)将并行数据转换成串行数据,发送给接收器(MAX9218);接收器再将串行数据转换成并行数据.该电路组设计用于通过一对低成本双绞线电缆(如以太网中常用的UTP-CAT5电缆)将视频和控制信号从图形控制器(处理器)传输到LCD或等离子平面显示器.     

应用于subLVDS接口的1.5Gb/s收发器设计

介绍了subLVDS接口的系统结构并给出一种改进的内部收发器实现电路.为了稳定直流工作点,在发送器内部加入与电源电压无关的自偏置电压源和共模负反馈电路;通过轨到轨预放大器,接收器的共模输入电压可以达到电源至地的范围.SMIC0.18μm 1P6M的工艺下,仿真结果表明该系统对随机输入数据的工作速度可以达到1.5Gb/s,工作温度范围为-40～120℃.     

一种采用半速结构的CMOS串行数据收发器的设计

设计了一种单片集成的CMOS串行数据收发器.该收发器用于线上速率为1.25Gb/s的千兆以太网中,全集成了发送和接收的功能,主要由时钟发生器、时钟数据恢复电路、并串/串并转换电路、线驱动器和均衡器组成.为了降低系统设计难度和电路功耗,收发器采用了半速率时钟结构.电路采用1.8V 0.18μm 1P6M CMOS数字工艺,芯片面积为2.0mm×1.9mm.经Cadence Spectre仿真验证以及流片测试,电路工作正常,功能良好.     

一种6 Gbit/s低功耗低抖动电压模发送器

提出了一种应用于高速串行链路中的基于二阶预加重和阻抗校正技术的6 Gbit/s低功耗低抖动电压模(VM)发送器.在综合分析阻抗、供电电流和输出驱动器预加重等因素影响的基础上,采用了多种技术来提高发送器的信号完整性,主要包括:设计了一种阻抗校正电路(ICU)以保证50 Ω的输出阻抗并抑制信号反射,提出了一种自偏置稳压器用来稳定电源电压,同时设计了一种信号边沿驱动器用以加速信号的转换时间.最终,整个发送器在65 nm CMOS工艺平台进行设计.后仿真结果表明,发送器工作在6 Gbit/s时,远端输出眼图高度大于800 mV,均方根抖动小于2.70 ps.发送器的功耗为16.1 mA,占用面积仅为370 μm×230 μm.     

10Gb/s串行接口发送端电路的设计

介绍了一个高速多通道SerDes发送端系统的设计.设计采用65nm CMOS工艺,单通道数据率为10Gb/s.数据通道由一个全速率并串转换Mux电路和一个CML驱动器组成:在并串转换电路的高速部分,为了节省功耗和面积,采用TSPC型的锁存器和触发器代替CML型结构;输出驱动器采用CML结构,并加入一个四抽头的前馈均衡电路以减小数据信号码间串扰的影响;最后为了使信号能够无反射地进行传输,设计了阻抗匹配电路.     

一种采用半速结构的CMOS串行数据收发器的设计

设计了一种单片集成的CMOS串行数据收发器．该收发器用于线上速率为1.25Gb/s的千兆以太网中,全集成了发送和接收的功能,主要由时钟发生器、时钟数据恢复电路、并串／串并转换电路、线驱动器和均衡器组成．为了降低系统设计难度和电路功耗,收发器采用了半速率时钟结构．电路采用1.8V 0.18μm 1P6M CMOS数字工艺,芯片面积为2.0mm×1.9mm．经Cadence Spectre仿真验证以及流片测试,电路工作正常,功能良好．     

一种适用于高速串行数据通信的发送器

介绍了一种采用深亚微米CMOS工艺实现的单片集成发送器的设计.该发送器适用于高速串行硬盘接口,主要由时钟发生器、并串转换电路和片内阻抗匹配的线驱动器三大模块组成.发送器采用0.18μm六层金属单层多晶N阱CMOS工艺实现,芯片面积1.3mm×0.78mm.测试结果表明时钟发生器可工作在1.5GHz的频率下,数据可以正常发送.发送器总体功耗为95mW,输出共模电平270mV,单端输出幅度270mV.     

一种低功耗宽带低噪声放大器

设计了一种应用于无线传感网的低功耗宽带低噪声放大器。通过使用电容交叉耦合的共栅放大器结构来提高增益,同时实现宽带输入阻抗匹配。运用PMOS和NMOS层叠结构实现电流复用,降低了功耗。该低噪声放大器采用0.18 μm SMIC CMOS工艺设计。后仿真结果表明,该放大器在1.8 V电源供电下的功耗仅为0.712 mW,在3 dB带宽0.043~1.493 GHz范围内的峰值增益为20.44 dB,最小噪声系数为4.024 dB,输入3阶交调点为-3.73 dBm。     

一种低功耗双频段低噪声放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计并实现了一种双频段低噪声放大器(DB-LNA)。在输入级中,采用了2个LC并联谐振网络串联结构,结合PMOS管的源极负反馈电感,实现了DB-LNA在双频段的输入阻抗匹配。在放大级中,采用CMOS互补共源放大结构和电流复用技术,在提高系统增益的同时,实现了DB-LNA的低功耗。在输出级中,采用NMOS晶体管作电流源的源跟随器,对信号电压进行缓冲,实现了输出阻抗匹配。利用ADS进行仿真验证,结果表明,该低噪声放大器在1.9 GHz和2.4 GHz 2个工作频段下,其增益(S₂₁)分别为26.69 dB和20.12 dB;输入回波损耗(S₁₁)分别为-15.45 dB和-15.38 dB;输出回波损耗(S₂₂)分别为-16.73 dB和-20.63 dB;噪声系数(NF)分别为2.02 dB和1.77 dB;在3.5 V的工作电压下,静态功耗仅有9.24 mW。     

一种低压低功耗有源电感

提出了一种低压低功耗有源电感(LVLPAI)。它由新型正跨导器、负跨导器以及电平转换模块构成。其中,电平转换模块与新型正跨导器的输入端和负跨导器的输出端连接,同时,新型正跨导器采用了PMOS晶体管,并将栅极和衬底短接,最终使得有源电感可在低压下工作,且在不同频率下具有低的功耗。基于0.18 μm RF CMOS工艺进行性能验证,并与传统AI进行对比。结果表明,LVLPAI和传统AI比较,在1.5 GHz、2.7 GHz、4.4 GHz这三个频率处分别取得三个电感值3 326 nH、1 403 nH、782 nH的条件下,前者和后者的工作电压分别为0.8 V、1 V、1.2 V和1.5 V、1.6 V和1.7 V,分别下降了46.7%、37.5%、29.4%;功耗分别为0.08 mW、0.25 mW、0.53 mW和0.14 mW、0.31 mW、0.62 mW,分别下降了42.9%、19.4%、14.5%。     

低压、低功耗SOI电路的进展

最近 IBM公司在利用 SOI(Silicon- on- insulator)技术制作计算机中央处理器 (CPU)方面取得了突破性的进展 ,该消息轰动了全世界。SOI电路最突出的优点是能够实现低驱动电压、低功耗。文中介绍了市场对低压、低功耗电路的需求 ,分析了 SOI低压、低功耗电路的工作原理 ,综述了当前国际上 SOI低压、低功耗电路的发展现状。     

一种低抖动低杂散的亚采样锁相环

设计了一个5.156 25 GHz低抖动、低杂散的亚采样锁相环,使用正交压控振荡器产生4路等相位间隔时钟。分析了电荷泵的杂散理论,使用差分缓冲器和互补开关对实现了低杂散。使用Dummy采样器和隔断缓冲器,进一步减小了压控振荡器对杂散的恶化。该亚采样锁相环在40 nm CMOS工艺下实现,在1.1 V的供电电压下,功耗为7.55 mW;在156.25 MHz频偏处,杂散为-81.66 dBc;亚采样锁相环输出时钟的相位噪声在10 kHz~100 MHz区间内积分,得到均方根抖动为0.26 ps。     

Low Voltage Low Power Single Ended Operational Transconductance Amplifier for Low Frequency Applications

Wireless Personal Communications - This paper presents the designing of a low voltage low power single ended operational transconductance amplifier (OTA) for low frequency application. The designed...     

改进结构的低压低功耗CMOS带隙基准源

提出了一种低电压、低功耗、中等精度的带隙基准源,针对电阻分流结构带隙基准源在低电源电压下应用的不足作出了一定的改进,整体电路结构简单且便于调整,同时尽可能地减少了功耗.该电路采用UMC 0.18 μm Mixed Mode 1.8 V CMOS工艺实现.测试结果表明,电路在1 V电源电压下,在-20～30℃的温度范围内,基准电压的温度系数为20×10-6/℃,低频时的电源电压抑制比为-54 dB,1 V电源电压下电路总功耗仅为3μW.     

70MHz低噪声低失真调相器

本文介绍了一种低噪声低失真相位调制器的设计方法，对电路进行了具体的分析和设计，给出了主要技术指标的实验结果。     

低压低功耗Sigma-Delta调制器综述

在低供电电压下,Sigma-Delta调制器因信号摆幅的限制很难达到较高的精度和线性度。工作在低压弱反型区的MOS管限制了电路的速度、增益和MOS开关的性能。总结了近年来低压、低功耗Sigma-Delta调制器的研究成果。在Sigma-Delta调制器的结构与电路设计方面,介绍了离散和连续时间调制器在低压下面临的问题及解决方案。     

低延迟低电压电流比较器

设计了一种基于改进共源共栅电流镜的CMOS电流比较器,该比较器在1 V电压且电压误差±10%的状态下都正常工作,同时改进后的结构能够在低电压下取得较低的比较延迟。电路的输入级将输入的电流信号转化为电压信号,电平移位级的引入使该结构能够正常工作在不同的工艺角和温度下,然后通过放大器和反相器得到轨对轨输出电压。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行了版图设计,并使用SPECTRE软件在不同工艺角、温度和电源电压下对电路进行了仿真。结果表明,该电路在TT工艺角下的比较精度为100 nA,平均功耗为85.53μW,延迟为2.55 ns,适合应用于高精度、低功耗电流型集成电路中。