800Msps高速8bit SiGe BiCMOS全差分采样保持电路设计详解

本文主要探讨了8bit 800Msps高速采样保持电路的设计，该电路采用SiGe BiCMOS工艺，具备高性能和低功耗的特点，适用于无线通信领域对高速和高精度数据转换的需求。电路设计的关键在于其开环全差分结构，这种结构在高速采样时能提供良好的噪声抑制性能。 1. 电路总体结构： - SiGe BiCMOS工艺的选择：由于其高速度、低功耗和低成本的优势，非常适合本设计中对采样保持电路（SH）的高速度和高精度要求。 - 开环全差分结构：考虑到闭环结构虽然精度高但频率响应较差，而800Msps的采样速率需要选择开环结构。电路包括输入缓冲器（用于减小输入噪声）、开关射极跟随器（SEF）作为采样开关、采样电容以及输出缓冲器，以确保信号的无失真传输。 2. 电路分析： - 输入缓冲器：作为隔离信号源的重要组件，它要求具有大带宽、低噪声和高线性度，以保护信号不受干扰。Q3、Q4和Q5组成的电路在采样时钟控制下有效隔离输入信号。 - SEF采样开关：采用开关射极跟随器，它既能保证高速工作，又能维持良好的线性特性。在采样过程中，开关根据信号模式（采样或保持）进行导通或截止，避免信号失真。 3. 谐波分析： - 全差分结构的优势在于消除了偶数次谐波，重点在于抑制奇次谐波，特别是三次谐波，这直接影响电路的信号与噪声比（SFDR）。通过精心设计，电路旨在最大限度地减少谐波干扰，提高采样精度。 本文详细介绍了如何利用SiGe BiCMOS工艺设计出一种8bit 800Msps高速采样保持电路，强调了关键部件如输入缓冲器和开关的选择及其在电路性能中的作用，以及谐波管理的重要性。这一设计对于无线通信系统中的数据采集和处理具有实际价值。