基于 0.18 μm SiGe BiCMOS工艺的4GS/s、14 bit数模转换器
A 4 GS/s,14-bit DAC based on 0.18 μm SiGe BiCMOS technology
张翼 1戚骞 2张有涛 3韩春林 4王洋 5张长春 6郭宇锋6
作者信息
- 1. 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院,江苏 南京 210023;射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,江苏 南京 210023;东南大学 毫米波国家重点实验室,江苏 南京 210096;微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室,江苏 南京 210016
- 2. 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院,江苏 南京 210023
- 3. 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,江苏 南京 210023;南京国博电子股份有限公司,江苏 南京 210016
- 4. 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室,江苏 南京 210016
- 5. 南京工业职业技术大学 电子信息工程学院、集成电路学院,江苏 南京 210023
- 6. 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院,江苏 南京 210023;射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,江苏 南京 210023
- 折叠
摘要
基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了超高速高精度数模转换器(DAC),其时钟采样率为4 GS/s、精度为14 bit.为满足4 GHz处理速度,该DAC中所有电路均采用异质结晶体管(HBTs)搭建.为了降低功耗和节约面积,本设计采用 10+4 分段译码的方式,其中低 10 位电流舵使用R-2R梯形电阻网络,而高4 位使用温度计码结构.仿真结果表明,所设计DAC的DNL、INL分别为0.54 LSB和0.39 LSB,全奈奎斯特频域内的无杂散动态范围均大于82 dBc.在3.3 V和5 V混合电源供电下,整个DAC的平均功耗为2.39 W.芯片总面积为11.22 mm2.
Abstract
This paper presents a design of 4GS/s,14-bit ultra high-speed and high resolution digital-to-analog converter(DAC)based on the 0.18 μm SiGe BiCMOS technology.To achieve the 4 GHz processing speed,all circuits in the DAC are built with heterojunction bipolar transistors(HBTs).To reduce power consumption and save area,this design adopts a 10+4 segmented decoding method.The low 10 bits take an R-2R trapezoidal resistance network,while the high 4 bits adopt a thermometer code current steering structure.Post simulation results demonstrate that the differential nonlinearity(DNL)and integral nonlinearity(INL)of the DAC are 0.54 LSB and 0.39 LSB,respectively.The spurious-free dynamic range(SFDR)is better than 82 dBc in the whole Nquist band for sampling rate of 4 GS/s.The DAC consumes 2.39 W under supply voltages of 3.3 V and 5 V.The size of the chip is 11.22 mm2.
关键词
数模转换器/SiGe/HBT/电流模逻辑/电流舵Key words
digital-to-analog converter(DAC)/SiGe heterojunction bipolar transistor(HBT)/current mode logic/current steering引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(61804081)
微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室基金重点项目(614280304012101)
东南大学毫米波国家重点实验室开放课题(K202220)
射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室开放课题(KFJJ20210206)
南京邮电大学科学研究基金(NY221065)
国家留学基金(CSC202108320189)
出版年
2024
国家科技期刊平台
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