TSMC 0.25μm CMOS工艺实现的ADC采样保持电路设计

"基于TSMC 0.25μm CMOS工艺实现ADC采样保持电路的设计" 在本文中，作者探讨了如何使用TSMC 0.25微米互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺来设计一个高性能的模拟-数字转换器（ADC）的采样保持电路。ADC在数字信号处理中起着至关重要的作用，特别是在高速低功耗应用中，流水线结构的ADC被广泛采用。采样保持电路作为ADC的前端，对于整个系统的性能至关重要，因为它能防止采样时钟偏斜导致的信号失真。 作者首先介绍了运算放大器（OTA）的设计，这是构建采样保持电路的基础。考虑到在2.5V电源电压下的工作环境，选择了折叠式共源共栅结构的OTA，因为这种结构能提供高速、高频和低功耗的特性。为了减少输入端的寄生电容并优化频率响应，使用了NMOS管作为输入管。同时，文章提到了增益自举电路的使用，以提升OTA的增益。通过这种方式，可以避免电流镜结构引入的镜像极点，从而改善OTA的频率响应。 文章进一步讨论了OTA的增益要求。在10位，100MS/s的流水线ADC中，每个阶段的有效位数（B）通常为1，这意味着OTA需要提供至少72.25dB的直流增益。为了达到这个要求，需要对OTA的各个组件进行精心设计，例如调整M7和M8管的跨导和沟道长度，以及M1和M2管的参数，以在提高增益的同时平衡寄生电容和次极点频率的影响。 采样保持电路的设计也是文章的重点。采样保持电路的任务是在ADC的采样阶段保持输入信号的值，确保在转换期间信号不发生变化。设计时需要考虑的关键参数包括采样速度、保持时间、输入阻抗和输出噪声等。作者可能详细讨论了这些参数的选择和优化方法，以及如何通过OTA来实现这一功能，但具体内容未在提供的摘要中详述。 此外，文章还可能涵盖了电路的仿真结果和性能分析，这包括但不限于噪声性能、增益误差、带宽限制以及功耗等方面的评估。通过这些仿真数据，可以验证设计是否满足预期的ADC性能指标。 这篇文档详细阐述了基于TSMC 0.25μm CMOS工艺的ADC采样保持电路设计的各个方面，从OTA的选择和优化到采样保持电路的实现，都是为了在高速、低功耗的环境下提供高质量的模拟-数字转换性能。这样的设计对于现代电子设备，尤其是那些依赖于精确数字信号处理的设备来说，具有很高的实用价值。