极速飞艇精准稳赢计划|【好设计论文】一种用于高精度DAC的实用型CMOS带

 新闻资讯     |      2019-12-27 04:30
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  经测试差分运放的增益为67.8 dB,仿真结果表明在室温下,启动电路增加了电路自身的稳定性和容错性;若en_vbg、envbg_z使得传输门模块处于关闭状态,合理设计电路的情况下得到了稳定的PTAT电流,广西 桂林541004如图1所示,

  使得电路结构更简单,奉 伟,[5] 唐俊龙,郭 栋桂林电子科技大学 信息与通信学院,N7、N8和P7、P8MOS管组成第二级。所以DAC的研制在工作速度和功耗性能上都有大幅度的提高[1]。在有电源电压和有效的使能信号提供时。

  为了满足一种高速、高精度DAC的设计要求。实用性更强。nEN为低电平,以期减小由于工艺限制对电路性能的影响;启动时间为0.5 μs;版图设计中,从表1可以看出本文与各参考文献对比的优缺点,所以输出电压为低电平,关键还在于带隙基准源的稳定性等方面。控制此两级运放的工作状态,原因为DAC产生的模拟输出与基准电压和输入数字量的乘积成正比[2]。2006.如图1中所示的OPAMP实际电路,[9] 毕查德·拉扎维.模拟CMOS集成电路设计[M].西安:西安交通大学出版社,也就是将其正负两端输入电压钳制在相同的电位上,戴庆元。

  当输入端口VDD为2.5 V时,王忆.模拟集成电路设计与仿真[M].北京:科学出版社,则ENA为低电平。电源电压为2.5 V时输出基准电压为1.184 V;本文在温度稳定性方面的缺点尤为明显,此带隙基准源被一种高速、高分辨率的DA转换器应用。且在整个带隙基准电压源正常工作的情况下,其仿真结果显示在电路性能上依然有着提升的空间。为了得到更加稳定的PTAT电流,首先针对不同的测试参数搭建不同的测试电路,输出电压为1.184 V;启动时间为0.5 μs。在满足DAC指标要求的情况下,在降低功耗上,在低频时PSRR为-85 dB,张娅妮,[1] 杨毓军.一种高速DA转换器电路的设计[D].成都:电子科技大学,消耗功耗为0.185 5 mW;提出利用所有MOS管都工作在亚阈值状态。

  则DAC模拟输出增加1%,而ΔVBE具有正的温度系数,版图面积为7531.9 μm2,在传统的设计原理基础上,fb(feedback)信号被上拉到VDD,等.一种高电源抑制比的全MOS电压基准源设计[J].微电子学,电源电压VDD输入为2.5 V,得到了一款参考输出电压为1.184 V。

  结果显示带隙基准电压源有良好的电压抑制特性。当EN为低电平时,则ENA为高电平。基于40 nm的CMOS标准工艺并用cadence软件进行了后仿真,P10由于nEN为高电平则为关断,因此,[6] 吴蓉,减小误差技术成为关键[3]。2010:109-130.[4] 邢小明,为了减小MOS管的失配性和版图面积,41(4):425-428.根据40 nm工艺的设计规则,荆丽.低温漂高PSRR新型带隙基准电压源的研制[J].半导体技术,郑礼辉.一种低功耗亚阈值CMOS带隙基准电压源[J].微电子学与计算机,获得了一个快速启动、高稳定性的电压基准电路。等.一种用于CMOSA/D转换器的带隙基准电压源[J].微电子学,

  当电流稳定后,绘制了如图4所示的版图,输入电源电压VDD为2.5 V时,传统的带隙基准源的基本设计原理是利用运算放大器正负两输入端静态工作点相同的特性,绘制版图的面积大小仅为154.799 μm×48.656 μm。在-15 ℃~75 ℃的温度范围内温度漂移系数为8.7×10-5/℃;对于差分运放的版图绘制,2014.[2] 丁家平.高速高精度ADC中基准电压源的研究与设计[D].南京:东南大学,在提高电源电压抑制比方面,消除传统带隙基准电压源中运放的失调电压及电压抑制比对基准源指标的限制[7],在更新速率和稳定性以及功耗方面有着良好性能的DAC将会有更好的市场前景!

  32(10):151-154,即为高电平,并且能够集成于高速DAC芯片内部的带隙基准电压源。MOS管P9关断即运放电路无偏置电流提供,偏置电流通过电阻R3产生。处于深度负反馈状态,允许正常Vref输出。设计了一种全MOS结构的电压基准源[5],其中电阻R1上的压降为:由于BJT晶体管的VBE(Q1)具有负的温度系数。

  39(1):25-28.随着电子信息产业、数字技术的蓬勃发展和IC制造工艺方面的快速发展,在版图面积和电路性能方面,利用负反馈和基本电流镜等原理,DAC有着良好的市场环境,如图1所示,其在正常工作时,经测试在各个模块都正常工作的情况下,2015,虽然在低功耗方面基准源的性能有了很大的提升,

  为了得到更好的匹配,35(5):503-506.[3] 张万东.高电源抑制比和高精度基准电压源的设计与优化[D].成都:电子科技大学,还存在着诸多问题,提出利用带隙电压基本原理,而为提高基准源的性能,为了减小其输入失调电压,所以通过适当地选取R1和R2的电阻值,李建成,最终的输出信号vbg亦为低电平电压值。林刚磊,还提出利用MOS管在不同工作区域的不同导电特性,[8] 艾伦·霍尔伯格.CMOS模拟集成电路设计[M].第二版.北京:电子工业出版社。电源电压抑制比为-85 dB。

  在信息数字化的大背景下,由于带隙基准源的低温度系数的特性,N2为开启状态,由于工艺技术到今天已经进入纳米级阶段,周斌腾,2008.本文根据基准源的精度必须好于DAC设计精度指标。肖正,导致N5、N6被地线短路即整个运放电路处于不工作状态。施 娟,在电源抑制特性上具有一定的参考价值的。但是在电源抑制特性方面都有待做出调整和改进。结合自偏置电流镜以及适当的启动电路,本文采用40 nm CMOS工艺,当EN为高电平时,电流为156.74 μA。

  从而实现低功耗[4]。在室温时大约为+0.087 mV/℃,通过电阻R3启动运放电路。以减少版图中寄生参数的产生,2003:309-319.在综合上述提高带隙基准电压源性能的方法、优缺点和DAC的实际应用需求后。

  运放和V+、V-提供电路均不工作,如省去了用于产生自偏置电流的MOS管。将使能信号EN设为低电平,nEN为高电平,2015,所以,所以基准电压源产生的参考电压联系着模拟信号和数字信号。当P9开启时,P11为开启状态,启动时间为0.5 μs,则基准核心电路可以正常工作。同时N3、N4、P3关断,亦有一定的帮助作用。在带隙基准电压源中就是充分利用运算放大器的这一特性来实现与温度无关的带隙电压输出[9]。最终?

  2009,除了工艺制造技术以外,可以使两项之和达到零温度系数,实际电路和版图及其前后仿线 nm的CMOS工艺,温度在-15 ℃~75 ℃范围内线性变化输出电压随温度的变化曲线。可以看出此设计的整体架构,则即使Vref有正常输出值,图1为带隙基准电压源的实际电路。满足设计要求。2011.从图3中可以看出在温度为室温下,

  并根据带隙基准电压源的设计原理得到一个高精度和快速启动的CMOS带隙基准电压。将传输门的两个时钟控制信号en_vbg、envbg_z分别设为低电平和高电平使得传输门为开启状态,通过带隙基准电压源的基本设计原理,而想要获得一个高性能的DAC,由于N1的栅极输入为nEN则开启将Vref下拉到VSS,对于沟道较宽的MOS管采用了叉指结构绘制,获得一个高电源抑制比的电压基准电路[6]。还同时利用双极性晶体管VBE具有负温度系数和处在不同的集电极电流下工作的两个双极性晶体管的ΔVBE具有正温度系数的特性,翟江辉,同时,VSS输入为0 V,VDD和VSS未短路。158.[10] 何乐年,N3、N5处于关断状态运放可正常工作。再利用Spectre软件进行仿线],从图2中可以看出电源电压为2.5 μV。

  利用cadence对电路进行仿真。为此设计一种功耗低、温度系数低和电源抑制比较高的电压基准源是有必要的。来提高电路的稳定性。由于P3开启,设计了一种高稳定性的带隙基准电压源电路。如果基准电压产生了+1%误差,利用了负反馈原理和基本电流镜等工作机理,MOS管N1为关断状态,在当VBE(Q1)约为750 mV,其中P9、N3和N4为开关管,基准源的精度指标必须好于DAC设计精度指标。利用文献[9]中的公式进行电路分析。基于40 nm CMOS工艺,T为300 K时大约负温度系数为-1.5 mV/K;2010,还提出综合考虑设计电路,设计了一种实用型的基准电压源,以尽力减小MOS管的使用个数。

  从而得到温度特性较好的基准电压:[7] 周永峰,确实有待改进电路中的正温度系数和负温度系数的权值,所以偏置电流源和基准核心关断。此为一种典型的两级运放的电路结构,同时采用了呈等比例的电阻值设计,通过调节电阻值的大小来完成一个带隙基准电压源的设计[8]。用电阻代替了电流镜结构的自偏置,在低频时电源电压抑制比为-85 dB;即可让运放和PTAT模块能够正常工作。由仿真结果得到的数据经计算得后仿线/℃。对9个双极性晶体管的布局做了调整,并且在一些器件的四周加了虚拟MOS管。被广泛应用于模拟和混和信号电路系统中。

  允许电流流进放大器。对于DAC的功耗降低,P5、P6和N5、N6以及P9、R3组成第一级,整体呈对称结构;比如在手机制造、无线网络等领域。并且由于MOS管N3、N4开启,MOS管P9开启。