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随着无线通信和数字信号处理技术的不断发展,模数转换器作为连接模拟信号和数字信号的纽带,越来越靠近射频前端,这对模数转换器的速度和精度提出了更高的要求。在模数转换器电路模块中,采样保持模块对整体电路的速度和精度起主导作用。因此对采样保持模块的研究和创新,将给高速高精度模数转换器和无线通信领域带来新的发展空间和机遇。本文基于采保理论,从采保电路结构、采样开关、共模反馈和高性能放大器等方面研究和分析了高速高精度采样保持电路的难点和相关技术方法,分别设计了采用增益自举放大器和三级放大器的采样保持电路,该采保电路应用于转换精度14Bit、转换频率100MHz的流水线模数转换器,为模数转换器的流水线结构提供高精度和高线性度的输入采样信号。通过对采样保持电路的时域和频域参数进行分析,研究了采保电路拓扑结构对建立时间的影响,确定了采样保持电路中各模块的主要参数;推导了采样开关非理想因素模型,并针对这些非理想因素引入提升采样开关性能的附属电路;通过精简栅压自举电路中开关栅节点支路,同时增大自举电容,来减小栅压自举电路驱动大尺寸采样开关造成的自举栅压中输入相关项衰减;提出了在共模反馈电路中,消除不同时钟共模反馈电压台阶的方法,有效抑制了放大器输出共模的抖动;针对高带宽增益自举放大器建立高阶小信号模型,分析了高带宽、高增益、大电容负载增益自举放大器复杂的零极点分布,为高性能增益自举放大器设计提供理论依据。基于0.35μm 3.3V CMOS工艺,对采用增益自举放大器的采样保持电路各模块进行了仿真,并对各部分电路在仿真中容易遇到的问题和解决办法进行了详细的分析和说明。增益自举放大器静态功耗72.6mW,在驱动2×6pF电容负载下,获得了开环增益110dB、单位增益带宽1GHz、相位裕度65°。采用增益自举放大器的采保结构在输入单端VPP 500mV,双端差分VPP 1V的测试信号下,奈奎斯特频率处的SFDR（Spurious Free Dynamic Range）为-110dB。最后设计了采用增益自举放大器的采样保持电路版图。在此基础上,结合Miller反馈补偿和无电容前馈补偿,研究了高带宽零极点抵消系统,提出了高带宽多级放大器设计方法以及满足本文采保中对放大器设计要求的三级放大器结构。对多级前馈系统应用于采样保持电路时,会遇到的相关技术问题,包括单位增益带宽内多个零极点抵消对、共模电平设置和前馈补偿中的输入输出串扰等问题进行分析和研究。提出了多级放大器应用于采样保持电路中的优化和改进方向。三级放大器静态功耗47.85mW,在驱动2×6pF电容负载下,获得了开环增益103dB、单位增益带宽1GHz、相位裕度90°。采用三级放大器的采保结构在输入单端VPP 200mV,双端差分VPP 400mV的测试信号下,奈奎斯特频率处的SFDR为-94dB。模拟仿真结果显示采用增益自举和三级放大器结构的采保电路,均满足14Bit、100MHz模数转换器对采保性能的要求。