14位流水線ADC中參考電壓源的設(shè)計.pdf

1、在各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中,流水線ADC因在速度和精度上的良好折中而得到廣泛的運用。其中的參考電壓源為流水線ADC核心模塊提供參考電壓,其精度直接影響了整個流水線ADC的性能。作為高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的重要模塊,參考電壓源一直是模擬混合信號領(lǐng)域的重點研究內(nèi)容。本文基于Chartered0.18um,1.8V CMOS mixed signal工藝,研究并設(shè)計了一種應(yīng)用于分辨率14位、轉(zhuǎn)換速率100MSPS的流水線ADC中流水級的參考電

2、壓源電路,并完成其版圖設(shè)計。
　　 本文在闡明流水線ADC工作原理的基礎(chǔ)上,分析了參考電壓源對流水線ADC性能的影響以及系統(tǒng)對參考電壓源的設(shè)計要求,提出參考電壓源電路的構(gòu)架,包括帶隙基準源、參考電壓源配置電路和緩沖電路,并對各部分電路進行了設(shè)計。其中,帶隙基準源采用了改進的Brokaw型帶隙基準以產(chǎn)生0.5V的低基準電壓,實現(xiàn)了基準電壓的一階溫度補償。參考電壓源配置電路實現(xiàn)了參考電壓源片內(nèi)、片外二種模式以及片內(nèi)模式下參考電壓的四

3、種取值。緩沖電路將參考電壓源配置電路產(chǎn)生的參考電壓轉(zhuǎn)換成最終送入流水級的差分參考電壓源。緩沖電路包括慢基準緩沖電路、源跟隨器、電荷泵電壓產(chǎn)生電路、電壓穩(wěn)定電路等。最后,論文給出了整個電路的版圖設(shè)計。
　　 本文利用Candence的Spectre對電路進行了仿真,仿真結(jié)果表明:帶隙基準源在-40℃～12.5℃的范圍內(nèi)溫度系數(shù)僅為9ppm／℃,電源電壓抑制比為-109.8dB@1KHz,電源電壓變化±20％時,基準電壓僅變化0.0