一种11位80MS/s分段式电流舵DAC的设计与验证

基于SMIC 0.13μm CMOS工艺,在3.3V/1.2V(模拟/数字)双电源下,设计了一种11位80MS/s的数/模转换器(DAC)。电路采用分段式电流舵结构,高6位为温度计码,低5位为二进制码。该DAC应用于无线通信SoC的模拟前端。IP核尺寸为960μm×740μm,功耗40mW,电路仿真结果显示,DAC的最大积分非线性误差和微分非线性误差分别为0.5LSB和0.3LSB。在20MHz输出信号频率和80MHz采样率下,DAC差分输出的SFDR为80dB。设计的电路已经通过MPW流片验证,给出了DAC芯片照片与实测数据。     

一种11位80 MS/s分段式电流舵DAC的设计与验证

基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺,在3.3 V/1.2 V(模拟/数字)双电源下,设计了一种11位80 MS/s的数/模转换器(DAC)。电路采用分段式电流舵结构,高6位为温度计码,低5位为二进制码。该DAC应用于无线通信SoC的模拟前端。IP核尺寸为960 μm ×740 μm,功耗40 mW,电路仿真结果显示,DAC的最大积分非线性误差和微分非线性误差分别为0.5 LSB和0.3 LSB。在20 MHz输出信号频率和80 MHz采样率下,DAC差分输出的SFDR为80 dB。设计的电路已经通过MPW流片验证,给出了DAC芯片照片与实测数据。     

一种14位400MS/S分段型电流舵DAC的设计

基于TSMC O.25μm CMOS工艺,采用分段开关电流结构,设计了一种基于2.5 V电源电压的14位400MS/s D/A转换器.该D/A转换器内置高精度带隙基准源、高速开关驱动电路和改进的Cascode单位电流源电路,以提高性能.D/A转换器的积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)均小于0.5 LSB.在400 MHz采样频率、199.8 MHz输出信号频率时,其无杂散动态范围(SFDR)达到85.4 dB.     

一种10 bit电流舵型DAC的设计与仿真

设计了一款分辨率为10 bit、采样频率为160 MSps的数模转换器,该设计基于SMIC55nm 1P6M标准CMOS工艺,结构为分段式电流舵型,采用模拟电源2.5 V和数字电源1.2 V双电源形式供电,具有I/Q双通道.与传统DAC结构不同的是,内部采用了一个高精度、低温漂的基准电流源代替了带隙基准电压源以及电压-...     

一种应用于DDS 14位1GS/s电流舵型DAC的设计

设计了一种基于SMIC 0.13μm CMOS工艺的14位1 GS/s分段式电流舵型DAC。该DAC采用6+8的分段结构,1.2 V/3.3 V双电源供电,满摆幅输出电流为20 m A。采用两级行列温度计译码结构、输出形式可调开关驱动电路以及四开关结构,应用于直接数字频率合成器中。线性度性能满足指标要求,DNL≤1LSB,INL≤1.5LSB。     

基于布朗运动的分段式电流舵DAC成品率研究

根据随机过程布朗运动理论,基于分段式电流舵D/A转换器的积分非线性概率密度,建立了积分非线性误差(INL)和D/A转换器分段比的数学模型,获得电流源失配对芯片成品率影响的近似公式,并通过蒙特卡罗方法进行了仿真验证.结果表明,低位采用温度计码编码的D/A转换器成品率较低,而低位采用二进制码编码的D/A转换器成品率较高.当转换位数N＜12时,二进制数码越大(＞[N/2]),成品率越大;N≥12时,二进制加权码位数不宜过大.     

一种16位600 MS/s电流舵D/A转换器的设计

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种16位600 MS/s电流舵D/A转换器。该D/A转换器为1.8 V/3.3 V双电源供电,采用并行输入、差分电流输出的四分段(5+4+3+4)电流舵结构。采用灵敏放大器型锁存器可以精确锁存数据,避免出现误码;由恒定负载产生电路和互补交叉点调整电路组成的同步与开关驱动电路,降低了负载效应引起的谐波失真,同时减小了输出毛刺;低失真电流开关消除了差分开关对共源节点处寄生电容对D/A转换器动态性能的影响。Spectre仿真验证结果表明,当采样频率为625 MHz,输入信号频率为240 MHz时,该D/A转换器的SFDR为78.5 dBc。     

一种基于分段电阻的低功耗电流舵DAC

基于 SMIC 180 nm 标准 CMOS 工艺,设计了一款面积仅为320 μm×150 μm的10 bit分段式电流舵数模转换器(DAC)。该设计采用“5+5”式分段,通过电阻实现高位子DAC的量化阶梯,从而减小高位子DAC所需电流。与原始的电阻量化结构相比,改变电流流向,节约了一半的电流源数量。同时通过校准电阻的方式,有效校准了结构中存在的特殊非理想特性。仿真验证结果表明,本分段电流舵DAC微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)最大值分别为0.09 LSB和0.34 LSB,无散杂动态范围为64.52 dB,功耗为8.58 mW。与传统结构相比,该结构面积减小约80%,有效减小分段式电流舵DAC的功耗以及面积。     

一种1.5 V 8位100 MS/s电流舵D/A转换器

基于新型的低压与温度成正比(PTAT)基准源和PMOS衬底驱动低压运算放大器技术,采用分段温度计译码结构设计了一种1.5V8位100MS/s电流舵D/A转换器,工艺为TSMC0.25μm2P5MCMOS。当采样频率为100MHz,输出频率为20MHz时,SFDR为69.5dB,D/A转换器的微分非线性误差(DNL)和积分非线性误差(INL)的典型值分别为0.32LSB和0.52LSB。整个D/A转换器的版图面积为0.75mm×0.85mm,非常适合SOC的嵌入式应用。     

高清视频CMOS电流舵数／模转换器的设计

高清晰电视(HDTV)和无线通信网络的发展,对转换器速度和精度提出了更高的要求.基于新型传输门(TG)结构组成的电流源单元矩阵和译码逻辑电路,提出一种适用于高清晰视频使用的高速8位CMOS电流舵数/模转换器(CS-DAC).应用电流源单元矩阵结构和传输门结构的译码电路,有效减少了毛刺等干扰信号;TG结构设计的电路使晶体管数量和电路的延时显著减少;基于0.25 μm CMOS技术的DAC电路设计,功耗仅为21 mw,采样率达到1.5 GHz.仿真结果表明,电路的积分线性误差(INL)范围为-2～+2 LSB;微分线性误差(DNL)为-1～+4 LSB.     

一种13.22 fJ 12位 200 MS/s电流舵DAC

采用55 nm CMOS工艺,设计了一个12位电流舵DAC。根据Matlab建模结果,确定电流舵DAC采用“6+3+3”的分段结构,这种分段结构使得版图面积和微分非线性(DNL)均较小;共源共栅电流源有效提高了电流源的输出阻抗;开关结构中的MOS电容减小了信号馈通效应的影响;与电流源栅端相连的电容稳定了电流源的偏置电压。基于以上特点,在未采用静态和动态校准技术的情况下,电流舵DAC能得到较好的性能指标。后仿真结果表明,采样率为200 MS/s、输入信号频率为1.07 MHz时,在25 ℃、TT工艺角下,该DAC的无杂散动态范围(SFDR)为78.62 dB,DNL为0.5 LSB,积分非线性(INL)为0.8 LSB。该电流舵DAC的电源电压为1.2 V,功耗为18.43 mW,FOM为13.22 fJ。     

一种1.8V 10位120MS/s CMOS电流舵D/A转换器IP核

采用低摆幅低交叉点的高速CMOS电流开关驱动器结构和中心对称Q2随机游动对策拓扑方式的pMOS电流源阵列版图布局方式,基于TSMC 0.18靘 CMOS工艺实现了一种1.8V 10位120MS/s分段温度计译码电流舵CMOS电流舵D/A转换器IP核.当电源电压为1.8V时,D/A转换器的微分非线性误差和积分非线性误差分别为0.25LSB和0.45LSB,当采样频率为120MHz,输出频率为24.225MHz时的SFDR为64.9dB.10位D/A转换器的有效版图面积为0.43mm×0.52mm,符合SOC的嵌入式设计要求.     

A 14-bit Current-Steering DAC with Current-Mode Deglitcher

A 14-bit current-steering DAC utilizing parallel current memories operating as a deglitcher is presented. The high linearity of the current memories is based on a memory MOS transistor biased in the triode region and a bootstrapped sampling switch. The prototype circuit is implemented using a 0.35-m BiCMOS (SiGe) technology and it occupies 5.7 mm² of silicon area. According to measurements, THD is –66.8 dBc with a 9.1-MHz input signal and 30-MHz clock frequency. Two-tone test gives intermodulation levels below 68 dBFS at 40-MS/s sampling rate. The power dissipation is 370 mW from a 3-V supply.     

一种基于数字后台校准技术的14 bit 500 MS/s 数模转换器

Thelinearityofcurrent-steeringdigital-to-analogconverters（DACs）atlowsignalfrequenciesismainly limited by matching properties of current sources, so large-size current source arrays are widely used for better matching. This, however, results in large gradient errors and parasitic capacitance, which degrade the spurious free dynamic range（SFDR） for high-frequency signals. To overcome this problem, calibration is an effective method.In this paper, a digital background calibration technique for current-steering DACs is presented and verified by a 14-bit DAC in a 0.13 m standard CMOS process. The measured differential nonlinearity（DNL） and integral nonlinearity（INL） are 0.4 LSB and 1.2 LSB, respectively. At 500-MS/s, the SFDR is 70 dB and 50.3 dB for signals of 5.4 MHz and 224 MHz, respectively. The core area is 0.69 mm2and the power consumption is 165 mW from a mixed power supply with 1.2 V and 3.3 V.     

基于40纳米CMOS工艺的500-MS/s 10-bit三通道电流舵型DAC的鲁棒性设计

A 500-MS/s 10-bit triple-channel current-steering DAC in 40 nm 1P8M CMOS advanced technology is proposed.The central symmetry random walk scheme is applied for current source arrays to avoid mismatching effects in nano-CMOS design.The high-speed latch drivers can be self-adaptively connected to switches in different voltage domains.The experimental data shows that the maximum DNL and INL are 0.42 LSB and 0.58 LSB.The measured SFDR at 1.7 MHz output signal is 58.91 dB,58.53 dB and 56.98 dB for R/G/B channels,respectively.The DAC has good static and dynamic performance despite the single-ended output.The average rising time and falling time of three channels are 0.674 ns and 0.807 ns.The analog/digital power supply is 3.3 V/1.1 V.This triple-channel DAC occupies 0.5656 mm2.     

Wuxi Branch of Southeast University, Wuxi Jiangsu 214028, China; 2.The 58th Institute of China Electronic Technology Company, Wuxi Jiangsu 214035, China

在研究高速D/A转换器的基础上,设计了一种5 V 10 bit高速分段式温度计码D/A转换器.设计的5-1-4温度计译码电路以及对版图布局的优化,使得DAC的DNL和INL最小,该电路的核心由三段式温度计编码控制的47个电流源构成.基于上华0.5μm工艺,采用HSPICE仿真工具对其进行仿真,得到在200 MHz的采样频率下对50 Ω负载满量程输出为45mA,非线性误差为DNL＜0.5LSB,INL＜0.75LSB.     

一种12位低功耗电阻串架构DAC

利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片。结合建立速度和静态性能的设计指标,确定“5+7”式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)特性。后仿真结果表明,在3.4 MHz速度下,常温下DNL为0.14 LSB,INL为1 LSB,在-40～125℃下,DNL为0.6 LSB,INL为2 LSB,并且表现出-84 dB的总谐波失真(THD),以及在3 V电压下378μW的极低功耗,版图面积缩小到1.09 mm×0.91 mm。     

一种用于电流舵DAC的SDR校正技术

提出了一种基于电流舵DAC的SDR校正技术。首先采用拆分电流源的方法,增加了待校正电流源的个数。然后采用动态组合的方式,减小了电流源的失配误差,提高了DAC的静态与动态性能。与DMM校正技术相比,该SDR校正技术具有更小的残余误差、更好的静态与动态性能。采用40 nm CMOS工艺实现了一种14位200 MS/s的电流舵DAC,并进行了仿真。结果表明,通过数字校正,该DAC的INL与DNL分别从1.5 LSB和0.5 LSB降低到0.33 LSB和0.25 LSB,SFDR在整个Nyquist带宽内均大于70 dB。