【摘 要】
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数模转换器是连接数字系统和模拟系统的重要接口器件,它被广泛应用在宽带通信、音频等领域。尤其是应用在工业超声、仪器仪表领域时,不仅要求低功耗、芯片面积小,而且D/A转换
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数模转换器是连接数字系统和模拟系统的重要接口器件,它被广泛应用在宽带通信、音频等领域。尤其是应用在工业超声、仪器仪表领域时,不仅要求低功耗、芯片面积小,而且D/A转换精度要达到14位。因此低功耗、小芯片面积的14位D/A转换器成为当前研究热点。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,利用Cadence软件设计14位高精度、小芯片面积、低功耗的数模转换器。主要包括:带隙基准电压源、转换网络、数据选择开关以及运算放大器四个子模块。带隙基准源使用无运放结构,加入自共源共栅结构,与利用运放钳制电压的经典电路相比,晶体管数量减少一半,这不仅降低了电路功耗,同时电源电压抑制比有了显著提高;运算放大器和传统二级放大器相比,用MOS管代替补偿电路中的电阻,使得运放的增益提高至107dB,从而优化了线性度;转换网络中电阻值比传统电阻网络小了将近五倍,从而减小了功耗和建立时间、提高了转换频率。整体电路仿真结果表明:当电源电压为1.8V时,积分非线性误差是0.42LSB,建立时间仅为12.3ns,转换速率为0.044V/ns,功耗为40.45μW,整体版图面积仅为0.016mm~2,并且通过了DRC和LVS验证。
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