标准数字CMOS工艺中LC谐振回路的改进和应用

提出了一种在标准数字CMOS工艺条件下,提高片上螺旋电感性能的实用方法,以及在缺少双层多晶硅电容的情况下,可以大大节约芯片面积的一种电容实现方法.介绍了这两种方法在电路设计中的一种应用,即利用0 .35 μm1P4 M标准数字CMOS工艺实现的、单片集成的L C压控振荡器.     

一种非校正14位CMOS A/D转换器

设计了一种高精度A/D转换器电路.为了提高匹配精度,内部DAC采用一种电容DAC的新型分段结构;通过版图设计优化,可在不进行数字校正的情况下达到14位的分辨率,最大程度地减小了设计复杂性和功耗.整体电路采用0.6 μm标准CMOS工艺线进行投片验证,实现了14位转换,转换时间达到2.5 μs.     

包含交流耦合CTIA与数字CDS的CMOS图像传感器设计

设计了一种带隔直电容的交流耦合CTIA像元电路与数字相关双采样（DCDS）结构的CMOS图像传感器系统。在传统的CTIA像元电路中增加隔直电容,通过控制光电二极管的偏压,达到减小光电二极管暗电流的目的;同时采用片外数字CDS结构,通过在片外实现复位信号与像元积分信号的量化结果在数字域的减法,可以减小图像传感器像元的复位噪声和固定图案噪声（FPN）。基于0.35 m标准CMOS工艺对此CMOS图像传感器进行流片,像元阵列为256256,像元尺寸为16 m16 m。测试结果表明交流耦合CTIA像元电路可以将光电二极管的偏压控制在零偏点附近,此时其暗电流最小;采用了数字CDS结构后,图像传感器像元的时域噪声及固定图案噪声均有不同程度降低。     

混沌随机数发生器的设计

为了使由模拟电路实现的混沌随机数发生器可以在标准数字CMOS工艺上实现,设计了一类基于MOS电容的混沌随机数发生器,可以作为一个通用IP,用于SOC的设计.当电路工作时,用于电容设计的MOS管的栅极与衬底之间形成耗尽层,利用串联补偿方法提高电容的线性度.所设计的混沌随机数发生器已经在TSMC的0.25μm、标准的数字n阱COMS工艺进行流片,对芯片的测试工作也已完成,测试结果显示,生成的随机数具有良好的随机性能.     

混沌随机数发生器的设计

为了使由模拟电路实现的混沌随机数发生器可以在标准数字CMOS工艺上实现,设计了一类基于MOS电容的混沌随机数发生器,可以作为一个通用IP,用于SOC的设计.当电路工作时,用于电容设计的MOS管的栅极与衬底之间形成耗尽层,利用串联补偿方法提高电容的线性度.所设计的混沌随机数发生器已经在TSMC的0.25μm、标准的数字n阱COMS工艺进行流片,对芯片的测试工作也已完成,测试结果显示,生成的随机数具有良好的随机性能.     

嵌入式开关电容DC-DC变换器的新颖控制技术

提出了一种针对单片集成开关电容DC-DC变换器进行优化的设计方案.阐述了开关电容DC-DC变换器电路的拓扑结构及其基本工作原理,给出了单片集成开关电容DC-DC变换器的等效电阻控制方法.考虑到集成工艺的兼容性问题,在电路设计时,用n沟MOSFET替代二极管;为了改善变换器的输出特性,在标准2μm p阱双层多晶硅单层金属CMOS工艺中增加了一次MOSFET阈值电压的调整步骤,实现了升压开关电容DC-DC变换器的单片集成.芯片面积为0.4mm2,测试结果显示,在变换器输入电压为3V,输出电压为5V,电路开关频率为9.8MHz时,输出功率为0.63mW,效率达到68%.     

嵌入式开关电容DC-DC变换器的新颖控制技术

提出了一种针对单片集成开关电容DC-DC变换器进行优化的设计方案.阐述了开关电容DC-DC变换器电路的拓扑结构及其基本工作原理,给出了单片集成开关电容DC-DC变换器的等效电阻控制方法.考虑到集成工艺的兼容性问题,在电路设计时,用n沟MOSFET替代二极管;为了改善变换器的输出特性,在标准2μm p阱双层多晶硅单层金属CMOS工艺中增加了一次MOSFET阈值电压的调整步骤,实现了升压开关电容DC-DC变换器的单片集成.芯片面积为0.4mm2,测试结果显示,在变换器输入电压为3V,输出电压为5V,电路开关频率为9.8MHz时,输出功率为0.63mW,效率达到68%.     

200Ms/s 177mW 8位折叠内插结构的CMOS模数转换器

介绍了一个采用折叠内插结构的CMOS模数转换器,适合于嵌入式应用.该电路与标准的数字工艺完全兼容,经过改进的无需电阻就能实现的折叠模块有助于减小芯片面积.在输入级,失调平均技术降低了输入电容,而分布式采样保持电路的运用则提高了信号与噪声的失真比.该200MHz采样频率8位折叠内插结构的CMOS模数转换器在3.3V电源电压下,总功耗为177mW,用0.18μm 3.3V标准数字工艺实现.     

200Ms/s 177mW 8位折叠内插结构的CMOS模数转换器

介绍了一个采用折叠内插结构的CMOS模数转换器,适合于嵌入式应用.该电路与标准的数字工艺完全兼容,经过改进的无需电阻就能实现的折叠模块有助于减小芯片面积.在输入级,失调平均技术降低了输入电容,而分布式采样保持电路的运用则提高了信号与噪声的失真比.该200MHz采样频率8位折叠内插结构的CMOS模数转换器在3.3V电源电压下,总功耗为177mW,用0.18μm3.3V标准数字工艺实现     

CMOS工艺兼容的单片集成湿度传感器

设计并制备了一个CMOS工艺兼容的集成湿度传感器,将湿度传感器与CMOS测量电路集成在同一芯片上.片上集成的湿度传感器为叉指电容式,感湿介质为聚酰亚胺,本文给出了相应的感湿模型.针对湿度传感器在全量程电容变化量较小的特点,本文采用开关电容电路作为片上微电容测量电路,讨论了电路的原理并给出了模拟结果.芯片采用3μm多晶硅栅标准CMOS工艺进行流水.测量结果表明,片上集成湿度传感器在5～35℃有较好的直流输出特性,并且长时间稳定性良好.