新型高速低功耗CMOS动态比较器的特性分析

为了降低sigma-delta模数转换器功耗,针对应用于sigma-delta模数转换器环境的UMC 0.18 μm工艺,提出1种由参考电压产生电路、预放大器、锁存器以及用作输出采样器的动态锁存器组成的新型高速低功耗的CMOS预放大锁存比较器.该比较器中输出采样器由传输门和2个反相器组成,可在较大程度上减少该比较器的功耗.电路采用标准UMC 0.18 μm工艺进行HSPICE模拟.研究结果表明:该比较器在1.8 V电源电压下,分辨率为8位,在40 MHz的工作频率下,功耗仅为24.4 μW,约为同类比较器功耗的1/3.     

高速低功耗CMOS动态锁存比较器的设计

提出一种高速低功耗动态锁存比较器,电路包含预放大器、锁存比较器和SR锁存器3部分.采用一种新的锁存比较器复位电路,该电路仅由一个P沟道金属氧化物半导体(PMOS)管构成,实现电荷的再利用,减小了延迟,降低了功耗.SR锁存器输入端口的寄生电容为锁存比较器的负载电容,对SR锁存器的输入端口进行改进,避免由于锁存比较器的负载电容失配导致的输入失调电压偏移的问题.电路采用TSMC 0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现.结果表明:电源电压为1.8V,时钟频率为1GHz时,比较器精度达0.3mV;最大输入失调电压为8mV,功耗为0.2mW;该比较器具有电路简单易实现、功耗低的特点.     

低踢回噪声锁存比较器的分析与设计

为了减小踢回噪声引起的比较器参考电压的失调,着重对比较器进了分析和优化,设计了一种低踢回噪声锁存比较器,该比较器包含一级前置放大器和动态锁存比较器.锁存比较器采用两个正反馈锁存器和反馈环提高了锁存速度.采用0.6 μm Bipolar工艺的Hspice对电路进行了模拟.结果表明,在5.5V电源电压下,比较器的最高工作频率为200 MHz,分辨率在8位,功耗为55 μW,可以满足200 MS/s高精度Flash结构模数转换器的需求.     

高速高精度比较器的设计

根据预放大锁存快速比较理论,设计了一种应用于12 bit、1 MS/s逐次转换型模数转换器的比较器。采用上华0.5μm CMOS工艺,基于Hspice仿真工具,提出了测量预放大器和锁存器的失调电压的新方法。对已有失调校准技术进行改进,进一步降低了预放大器和锁存器的失调电压,显著提高了比较器的精度。采用Cadence Spectre进行仿真,结果表明,在5 V单电源电压、20 MHz时钟频率时,分辨率可以达到0.8 mV,满足12 bit SAR ADC的精度要求。     

用于流水线ADC的预运放-锁存比较器的分析与设计

提出了一种应用于开关电容流水线模数转换器的CMOS预运放-锁存比较器.该比较器采用UMC混合/射频0.18μm 1P6M P衬底双阱CMOS工艺设计,工作电压为1.8 V.该比较器的灵敏度为0.215 mV,最大失调电压为12 mV,差分输入动态范围为1.8V,分辨率为8位,在40 M的工作频率下,功耗仅为24.4 μW.基于0.18μm工艺的仿真结果验证了比较器设计的有效性.     

低功耗33MHz采样频率,10比特流水线结构的模数转换器

介绍了一个 33MHz,10bit,3 3V流水线结构的模数转换器 (ADC) .该ADC采用了一种带预放大级的运算放大器和一种动态比较器来降低功耗 ;采用了电荷泵电路来提升时钟信号的电压 ;采用了一个恒跨导偏置电路 .本芯片在 0 35 μmCMOS工艺上实现 ,芯片面积为 1 2× 0 .4mm2 .芯片工作在 33MHz时功耗为 6 9 4mW ,采样 16MHz正弦信号时的信噪比 (SNDR)为 5 8 4dB .     

高性能低功耗10 bit 100 MS/s SAR ADC

设计了一种高性能低功耗的10 bit 100 MS/s逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC).基于优值(FOM)设计了一种数模转换器(DAC)单元电容确定法,从而实现了ADC性能和功耗之间的最优折中,得到了最小的后仿真优值为17.92 f J/步,以及与之对应的最优单元电容值1.59 f F.为了减小输入共模电压变化引起的信号敏感性失调,设计了改进的P型输入动态预放大锁存比较器,比较器采用共源共栅结构(cascode)作为P型预放大器的偏置,从而增加了预放大器的共模抑制比(CMRR).模数转换器采用1层多晶硅8层金属(1P8M)55 nm互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺进行了流片验证,在1.3 V电压和100 MS/s采样率的环境下进行测试,信噪失真比(SNDR)的值为59.8 d B,功耗为1.67 mW,有效电路面积仅为0.016 2 mm~2.     

高速比较器的设计机理研究

针对高速比较器,定性分析了影响比较器速度的因素,探讨了在设计预放大锁存比较器时,如何调整前置放大器增益大小及减小比较器延时,定量给出比较器的前置放大器的增益及延时时间。最后基于VIS 0.4μm BCD工艺,使用Hspice进行了电路仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

一种新颖的全差分CMOS运算放大器的设计

研究了一种全差分高增益、宽带宽CMOS运算跨导放大器 (OTA) .放大器采用三级折叠 级联结构 ,结合附加增益提高电路 ,大幅提高整个电路增益的同时获得较好的频率特性 ,采用 0 .35 μmCMOSN阱工艺设计 .HSPICE模拟结果放大器的带宽为 2 15MHz(相位裕度 6 2 .2°) ,开环增益为 10 3dB ,功耗仅为 2 .0 1mW .     

0.25 μm CMOS工艺10位150 MHz流水线型ADC设计

采用流水线结构完成了一个10位精度150MHz采样率的模数转换器的设计.通过采用动态比较器降低电路的功耗.在采样保持电路中使用一种新颖的自举开关,可减小失真,使得电路在输入信号频率很高时仍具有很好的动态性能.芯片采用台积电(TSMC)0.25μm CMOS工艺,其有效面积为2.8mm2.测试结果表明,最大积分非线性误差和微分非线性误差分别为1.15LSB和0.75LSB;在150MHz采样率下,对80MHz信号转换的无杂散动态范围为52.4dB;功耗为97mW.