一种高速高精度动态比较器
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(桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004)

作者简介:

朱智勇(1991-),男(汉族),安徽界首人,硕士研究生,研究方向为模拟及射频集成电路设计。 段吉海,通讯作者,E-mail:djh@guet.edu.cn。一种高速高精度动态比较器朱智勇, 段吉海, 邓进丽, 徐卫林, 韦雪明(桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004)摘 要: 提出了一种应用于逐次逼近模数转换器的高速高精度比较器。该比较器由2级预放大器、1级锁存比较器以及缓冲电路构成。在前置预放大器中采用共源共栅结构、复位和箝位技术,提高了比较器的精度和速度,降低了功耗。在锁存比较器中引入额外的正反馈路径,提高了响应速度,降低了功耗。将锁存比较器输入对管与锁存结构隔离,降低了踢回噪声的影响,提高了比较器的精度。比较器基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真。仿真结果表明,在1.8 V电源电压、800 MHz时钟下,比较器的精度为50 μV,传输延迟为458 ps,功耗为432 μW,芯片面积仅为0.009 mm2。 关键词: 逐次逼近模数转换器; 预放大锁存比较器; 共源共栅结构; 正反馈 中图分类号:TN432文献标识码:A

通讯作者:

中图分类号:

TN432

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(61161003,61264001,61166004);广西自然科学基金资助项目(2013GXNSFAA01 9333);广西桂林电子科技大学研究生科研创新项目(YJCXS201519)


A High Speed and High Precision Dynamic Comparator
Author:
Affiliation:

(Guangxi Key Laboratory of Precision Navigation Technology and Application, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi 541004, P. R. China )

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    摘要:

    提出了一种应用于逐次逼近模数转换器的高速高精度比较器。该比较器由2级预放大器、1级锁存比较器以及缓冲电路构成。在前置预放大器中采用共源共栅结构、复位和箝位技术,提高了比较器的精度和速度,降低了功耗。在锁存比较器中引入额外的正反馈路径,提高了响应速度,降低了功耗。将锁存比较器输入对管与锁存结构隔离,降低了踢回噪声的影响,提高了比较器的精度。比较器基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真。仿真结果表明,在1.8 V电源电压、800 MHz时钟下,比较器的精度为50 μV,传输延迟为458 ps,功耗为432 μW,芯片面积仅为0.009 mm2

    Abstract:

    A high speed and high precision comparator for the successive approximation analog to digital converters was presented. The comparator consisted of two pre-amplifiers, a latch comparator and a buffer circuit. In order to improve the precision and speed of the comparator and reduce the power consumption, the structure of cascade and the techniques of reset and clamping had been used in the pre-amplifiers. By adding an extra positive feedback into the latch comparator, the dynamic comparator had achieved high speed and low power. Isolating the pairs of input transistors and the latch structure of latch comparator had reduced the effect of kickback noise and improved the precision. The comparator was designed and simulated in SMIC 0.18-μm CMOS process. The simulated results demonstrated that the comparator’s precision was 50 μV, the delay time was 458 ps, the power consumption was 432 μW at a clock of 800 MHz and a supply voltage of 1.8 V. The chip area was only 0.009 mm2.

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  • 收稿日期:2016-03-21
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  • 在线发布日期: 2017-08-14
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