帶數(shù)字校正的12bit 200MHz DAC研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信、雷達等信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，高速、高精度DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器，Digital to analog converter)顯得日益重要。而在各種類型的DAC中，電流舵型架構(gòu)是實現(xiàn)高速高精度DAC的較佳選擇。本文基于55nm CMOS工藝，對高速高精度電流舵型DAC的系統(tǒng)架構(gòu)和關(guān)鍵單元電路模塊進行了深入的研究與分析，設(shè)計了一款帶數(shù)字校正功能的精度12位，采樣速率200MHz的電流舵架構(gòu)DAC芯片。
　　首先，為了得到高采樣速率

2、DAC，分析了電流舵的零極點分布，設(shè)計了速度為200MHz的DAC。分析了電流舵型DAC的一些非理想效應(yīng)，包括晶體管尺寸失配，閾值電壓失配，版圖電壓梯度和溫度梯度。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合55nm工藝特點、關(guān)鍵單元模塊性能指標，確定了分段點為6+6的12位200MHz DAC。
　　其次，根據(jù)電流舵晶體管的失配誤差模型，晶體管的尺寸越大，失配越小，但是整個 DAC電流舵部分面積越大，由此帶來的溫度、電壓梯度也很大，造成DAC的INL誤差增

3、大。本文縮小高6位溫度計編碼的電流單元面積，由原來的12位精度縮小為4位精度，極大減小電流舵部分面積。通過數(shù)字校正的方式，使用8位精度的偏置DAC對主DAC電流進行修調(diào)，提高其精度。
　　再次，根據(jù)電流舵型DAC的性能指標，基于55nm CMOS工藝設(shè)計電流舵型DAC的電流管的寬長比，開關(guān)電路和開關(guān)驅(qū)動電路的設(shè)計。由于數(shù)字校正算法的需要，設(shè)計了高精度高速度的電流比較器，設(shè)計了電流舵型DAC數(shù)字校正算法。
　　最后，基于55n