基于0.18μmCMOS工艺的8位超高速采样保持电路设计

西安电子科技大学

硕士学位论文

基于0.18μmCMOS工艺的8位超高速采样保持电路设计

姓名：杨琦

申请学位级别：硕士

专业：微电子学与固体电子学

指导教师：杨银堂

20080101

摘要

摘要

近年来，随着数字通信技术的不断发展，各种高速数字通信系统对模拟数字

转换器（ＡＤＣ）的性能，特别是速度上的要求越来越高，这也成为了ＡＤＣ的发展

趋势之一。

采样保持电路作为许多模拟电路和混合信号集成电路中的关键单元电路之

一，广泛应用于模数转换器、ＣＭＯＳ开关电容滤波器、积分器等电路中。在模数

转换器中，采样保持电路作为整个信号处理链中的第一个模块，采样保持电路的

性能直接决定了整个模数转换器的性能。因此，设计一个高速、高精度的采样保

持电路就显得尤为重要。

本文主要工作是设计一个基于０．１８ｐｒｏＣＭＯＳ工艺的８位超高速采样保持电路。

本文首先简单概述了模数转换器的发展、性能指标以及几种高速ＡＤＣ的结构特点

和工作原理。然后分析了采样保持电路的基本结构和工作原理，着重分析了采样

开关和各种非理性因素对电路的影响。在此基础上，设计了一个开环结构的采样

保持电路，并运用ＣａｄｅｎｃｅＳｐｅｃｔｒｅ软件对电路进行了性能分析和仿真。结果表明，

电路达到了设计要求，具备良好的性能指标。最后利用ＳＭＩＣ０．１８ｐｒｏ１Ｐ６Ｍ的

ＣＭＯＳ工艺，采用Ｃａｄｅｎｃｅ系统软件提供的ｖ＇ｍｕｏｓｏＬａｙｏｕｔ软件进行了版图设计。

关键词：模拟数字转换器Ｏ心Ｃ）采样保持电路采样开关ＣＭＯＳ

ＡＢＳＴＲＡ（玎

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｉｎｒｅ．ｃｅｎｔｙｅａｒｓ，谢ｔ１１ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｉ百ｔａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｄｉ百ｔａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｎｍｈａｖｅｈｉ：ｇｈｄｅｍａｎｄｓ

ｕｐｏｎＡｎａｌｏｇ－ｔｏ—ＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＡＤＣ），ｓｐｏｃｉａｌｌｙｔｈｅｓｐｅｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅ

ｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＡＤＣ．

ＴｈｅＴｒａｃｋ －ａｎｄ．．Ｈｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｍａｎｙａｎａｌｏｇ

ａｎｄＭｉｘｅｄ－ｓｉｇｎａｌＩＣｃｉｒｃｕｉｔｓ，ｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎＡＤＣ，ＣＭＯＳｓｗｉｔｃｈ－ｃａｐａｃｉｔｏｒｆｉｌｔｅｒ，

ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒａｎｄＳＯｏｎ．ＩｎｔｈｅＡＤＣ，勰ｔｈｅｆｉｒｓｔｍｏｄｕｌｅｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ｃｈａｉｎ，ｔｈｅＴｒａｃｋ－ａｎｄ—ＨｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔｄｉｒｅｃｔｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｅｎｔｉｒｅＡＤＣ．

Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｄｅｓｉｇｎａｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎＴｒａｃｋ－ａｎｄ—Ｈｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｈｉｃｈｓｅｅｍｓ

ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ．

Ｔｈｅｗｏｒｋｏｆｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆ８－ＢｉｔｕｌｔｒａｓｐｅｅｄＴｒａｃｋ— ａｎｄ Ｈｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔ

ｂａｓｅｄｏｎ０．１８ＩｎｎＣＭＯＳｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＡＤＣ，

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｓｗｅｌｌ笛ｓｅｖｅｒａｌｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄＡＤＣ’Ｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．

Ｔｈｅｎ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｂａｓｉｃａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＴｒａｃｋ －ａｎｄ －Ｈｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔ，

ｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｓｗｉｔｃｈａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｔｈａｔｉｓｃａｕｓｅｄｂｙａｌｌｋｉｎｄｓ

ｏｆｎｏｎｉｄｅａｌｆａｃｔｏｒｓ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｙｍｅｎｔｉｏｎｅｄ，ｄｅｓｉｇｎｓａ

Ｔｒａｃｋ－ａｎｄ－Ｈｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔｏｆｏｐｅｎ－ｌｏｏｐａｒｅｋｉｔｅｃａ鹏，ｔｈｅｎａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄ

ｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｕｓｉｎｇｔｈｅＣａｄｅｎｃｅＳｐｅｃｔｒｅｓｏＲｗａｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ

ｃｉｒｃｕｉｔｍｅｅｔｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｗｉｔｈｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｄｅｓｉｇｎｓｔｈｅ

ｌａｙｏｕｔｕｓｉｎｇｔｈｅＶｉｒｔｕｏｓｏＬａｙｏｕｔｓｏｆｔｗａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙＣａｄｅｎｃｅｉｎＳＭＩＣ０．１８ｐｍ１Ｐ６Ｍ

ＣＭＯＳｐｒｏｃｅｓｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＤＣＴｒａｃｋ－ａｎｄ—ＨｏｌｄｃｉｒｃｕｉｔＳａｍｐｌｉｎｇｓｗｉｔｃｈＣＭＯＳ

西安电子科技大学

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第一章绪论

第一章绪论

１．１ＡＤＣ的研究动态和发展趋势

随着数字技术和数字计算机的发展，模数转换技术得到了长足的发展。从历

史上说，模数转换技术的发展经历了两个不同的阶段：一个阶段是在三十年代后

期，由于电信方面发展了脉冲编码调制技术（ＰＣＭ技术），因而从模拟信号的编码，

解码技术发展到模数转换技术；另一个阶段是在１９５０年后，由于高速数字计算机

和航空电子学的发展，以及导弹测距技术的出现，因而以仪器为目标发展了数据

转换技术。同时由于数字技术及计算机技术的发展，特别是在１９７１年后微处理器

突飞猛进的发展，更加推动了模拟信号的数字处理技术。因而，作为模拟电路和

数字电路重要接口单元的集 …… 此处隐藏：11188字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……