0.5μm CMOS工艺高性能流水线ADC采样保持电路设计

本文主要探讨了一种用于流水线ADC（Analog-to-Digital Converter，模拟-to-数字转换器）的高性能采样保持电路设计。采样保持电路在模数转换过程中扮演着至关重要的角色，它确保在采样阶段对输入的模拟信号进行精确存储，以便在量化阶段提供准确的数据，这对于处理高速输入信号和提升整体转换质量至关重要。 设计的核心特点包括采用电容翻转式电路结构。这种电路结构的优势在于能够提高转换速度，同时通过优化电容匹配，显著减小了因电容不一致导致的失真误差，提高了电路的线性度。此外，文中提到的栅压自举采样开关技术有效解决了传统单沟道模拟开关的非线性导通电阻问题，如寄生电容的影响以及沟道电荷注入和时钟馈通效应，从而降低了信号失真，并提升了电路的可靠性。 电路工作在0.5微米的CMOS工艺下，电源电压为5伏特，具有较高的采样频率，10兆赫兹，这使得它能够在高速信号处理场景中表现出色。当输入信号频率为1兆赫兹时，输出信号的无杂散动态范围(SFDR)达到了73.4分贝，显示出卓越的信号纯净度。功耗控制在20毫瓦，实现了高性能的同时保持了良好的能源效率。 随着通信技术、图像处理和多媒体技术的发展，对ADC的性能需求日益增长，尤其是在工业自动化领域，流水线ADC因其速度快、精度高和低功耗的特点，成为首选。采样保持电路作为流水线ADC的关键组成部分，其设计的进步直接影响到整个系统的性能表现。 本文介绍的采样保持电路设计是针对现代数字信号处理应用中的挑战而优化的，旨在提供一个高效、低失真、低功耗的解决方案，以满足日益严格的系统性能要求。