基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的 10 GS/s、3 bit模数转换器
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引用本文:张翼,沈宇,李晓鹏,杨磊,刘中华,郭宇锋.基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的 10 GS/s、3 bit模数转换器[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2019,39(5):26~33
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作者单位
张翼 南京邮电大学 电子与光学工程学院江苏南京210023
南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023
东南大学 毫米波国家重点实验室江苏南京210096
江苏亨鑫科技有限公司博士后工作站江苏宜兴214222 
沈宇 南京邮电大学 电子与光学工程学院江苏南京210023 
李晓鹏 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023
南京国博电子有限公司江苏南京210016 
杨磊 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023
南京国博电子有限公司江苏南京210016 
刘中华 江苏亨鑫科技有限公司博士后工作站江苏宜兴214222 
郭宇锋 南京邮电大学 电子与光学工程学院江苏南京210023
南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023 
基金项目:国家自然科学基金(61804081)、中国博士后基金(2018M642292)、东南大学毫米波国家重点实验室开放课题(K201727)、射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室开放课题(KFJJ20170203)和南京邮电大学校级科研基金(NY215138)资助项目
中文摘要:基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,文中设计了超高速全并行模数转换器,其时钟采样率为10 GS/s、精度为3 bit。该模数转换器采用全差分的电路结构,其中跟踪保持放大器采用电容增强技术获得大带宽。设计中采用差分编码技术降低编码电路的误码率,提高工作速度。电路仿真结果表明,当时钟采样率为10 GS/s时,ADC电路的微分非线性和积分非线性均小于0.2 LSB。该ADC电路在输入信号频率低于10 MHz时的有效位数大于2.8位,在输入信号频率为1 GHz时的有效位数大于2.5位。在-5 V和-3.3 V供电电压下,电路的总功耗为1.6 W,芯片面积为1.0 mm×12 mm。
中文关键词:全并行模数转换器  SiGe BiCMOS工艺  差分编码电路  超高速
 
10 GS/s,3 bit ADC based on 0.13 μm SiGe BiCMOS technology
Abstract:A design of 10 GS/s,3 bit ultra high-speed flash analog-to-digital converter(ADC) is presented based on 0.13 μm SiGe BiCMOS technology.The designed ADC adopts fully differential structure,in which a capacitance enhancement technology is taken to obtain the wide bandwidth.And a differential-decoder technology is adopted to reduce the bit-error-rate and improve the speed of the circuit.Simulation results demonstrate that,the differential nonlinearity (DNL) and integral nonlinearity (INL) of the ADC are both less than 0.2 LSB.The effective number of bits (ENOB) in the designed ADC circuit is more than 2.8 for input signal frequency below 10 MHz and 2.5 for 1 GHz input frequency at the sampling rate of 10 GS/s.The ADC circuit consumes 1.6 W under supply voltages of -5 V and -3.3 V.The chip area is 1.0 mm×1.2 mm.
keywords:flash analog-to-digital converter (ADC)  SiGe BiCMOS technology  differential decoder  ultra high-speed
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