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适用于SAR ADC的CMOS比较器的设计

时间:01-02 来源:电子设计应用 点击:

设计结果分析与版图

  为了提高增益和工作速度,输入对管的宽长比取值要稍大些。在设计中第一级和第二级前置放大器的偏置电流取值为52μA,其增益分别为14.75和11.8,带宽为40MHz。前置放大器的大带宽有利于减小其响应时间,经过两级放大后,第三级锁存器的输入电压的最小值为Vin_min×14.75×11.8,锁存器较大的输入相应地减小了锁存器的时间常数,使锁存器的输出达到VOH-VOL的时间减小,实现了锁存器的快速锁存。经过仿真,其性能参数如下:电源电压3.3V,输出VOH-VOL=3.3V,最小分辨率0.8mV,功耗<0.6mW,输出动态范围3.3V。

  芯片采用了0.18μm的1P6MCMOS设计工艺,在实现高分辨率的同时也能获得较高的速度,模拟结果表明,分辨率可以达到12bit。在版图设计中,为了增强差分管的匹配性,管子和连线都采用全对称的设计结构,版图如图6所示,面积为120μm×130μm。

  结语

  本设计介绍了一种ADC中常用的比较器,采用了两级前置放大器和一级锁存器组成的三级结构,而且每一级结构内部都带有内置正反馈。本设计采用了简单的结构,以较小的芯片面积,实现了较高的速度和12bit的高精度,可以广泛应用于高速和高精度的ADC中。

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