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基于 0.18 μm SiGe BiCMOS工艺的4GS/s、14 bit数模转换器

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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.
A 4 GS/s,14-bit DAC based on 0.18 μm SiGe BiCMOS technology
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.

digital-to-analog converter(DAC)SiGe heterojunction bipolar transistor(HBT)current mode logiccurrent steering

张翼、戚骞、张有涛、韩春林、王洋、张长春、郭宇锋

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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

南京国博电子股份有限公司,江苏 南京 210016

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

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数模转换器 SiGe HBT 电流模逻辑 电流舵

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2024

10.14132/j.cnki.1673-5439.2024.03.006

南京邮电大学学报(自然科学版)
南京邮电大学

南京邮电大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子：0.486
ISSN：1673-5439
年,卷(期)：2024.44(3)
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