一种带有尾电流源反馈的FBAR振荡器

为改善振荡器相位噪声性能,设计了一种带有尾电流源反馈的薄膜体声波谐振器(FBAR)振荡器。研究表明,尾电流源晶体管闪烁噪声和谐振回路是振荡器相位噪声的主要来源。为了降低尾电流源晶体管闪烁噪声对振荡器相位噪声的影响,采用两组对称分离且工作在亚阈值区域的P型金属氧化物半导体(PMOS)偏置电流源进行尾电流反馈。与传统单个尾电流源相比,该技术具有更好的相位噪声性能。同时,基于对Hajimiri噪声模型的分析,利用尾电流源反馈技术,控制振荡器在振幅达到峰值及零穿越点时的电流大小,以进一步改善相位噪声性能。高Q值谐振器可以显著提高振荡器的整体相位噪声性能,因此,设计采用高Q值微机电系统(MEMS)器件FBAR作为谐振腔,并通过TSMC 180 nm RF CMOS工艺完成电路设计。结果表明:该振荡器输出频率为1.93 GHz,整体电路功耗为580μW,在1 kHz偏频处相位噪声为-89.7 dBc/Hz,计算得到灵敏值(Factor Of Merit,FOM)为217 dB。

应用于AMOLED源极驱动的具有DAC功能的输出缓冲器设计

针对AMOLED驱动芯片小面积、高精度、低功耗的需求,设计了一种具有DAC功能的高性能输出缓冲器。该缓冲器采用轨对轨的输入级和Class AB输出级以适应大的输入输出电压范围,采用Cascode Miller补偿以减小补偿电容大小,其尾电流源可编程以实现4 bit DAC功能插值,节约了整体功耗和芯片面积。在UMC80 nm CMOS工艺下,仿真结果表明,在0.2~6.3 V的输入电压范围内,缓冲器直流增益大于70 dB,相位裕度大于60°,静态电流最小可至0.5μA,建立时间低至1.49μs;典型中压3.3 V的情况下,直流增益可达129 dB,相位裕度为75°,增益带宽为9.4 MHz,静态电流为1.3μA;对60 mV输入电压进行4 bit插值后,输出误差小于0.255 mV。设计的缓冲器精度高、建立时间快且功耗低,输出缓冲器实现了第二级DAC的作用,满足了AMOLED源极驱动的应用需求。

一种1.84GHz低噪声电容电感压控振荡器

研究在不影响功耗特性的情况下,改善电感电容压控振荡器(LCVCO)相位噪声特性的方法.在传统LCVCO结构基础上,增加PMOS尾电流源,并采用LC回路滤除二次谐波;使用开关电容阵列进行多带调谐,减小压控振荡器(VCO)增益,即控制电压对输出的扰动.基于Chartered 0.18μm RF CMOS工艺设计流片,测试结果表明,1.84 GHzLCVCO的功耗为16.6 mW,在100 kHz和1 MHz频偏处相位噪声分别为-105 dB/Hz和-123 dB/Hz.

一种低压低相位噪声的C类VCO

提出了一种低压低相位噪声的C类VCO电路。低压条件下,基于振幅反馈环的C类VCO存在振幅小、相位噪声差的问题,可以通过移除尾电流源、增加低通滤波器等方式来改善相位噪声。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,采用Cadence Spectre EDA软件对VCO进行仿真。结果表明,当载波频率为2.27GHz时,在1 MHz频偏处VCO的相位噪声为-126dBc/Hz,在供电电压为0.9V时,功耗仅为2.5mW,FOM值为-189dBc/Hz。

高速ADC中折叠电路的改进

针对8bit 125Ms/s折叠插值A/D转换器芯片设计,文中提出了一种新的折叠波产生算法,在低压设计中节省了电压设计余度.折叠电路的尾电流源采用低压宽摆幅的共源共栅结构,使差分对的尾电流源更匹配,改善了整个A/D转换器的非线性;折叠电路输出端采用跨阻放大器输出,提高了折叠电路输出端的带宽;采用共模反馈电路,使折叠输出的共模点更稳定,减小了折叠波的过零点失真.整个电路采用2.5V低电压设计,UMC 0.25μm的工艺模型参数,用Hspice对A/D电路进行模拟验证.结果表明,此电路取得了预期结果.

BDS导航接收机中宽调谐LC压控振荡器设计

针对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)导航接收机中压控振荡器不能同时兼顾宽调谐范围与低相位噪声等问题,采用台积电(TSMC)0.18μm射频(RF)互补金属-氧化物-半导体(CMOS)工艺设计了一款宽调谐低相噪的电感电容压控振荡器,并能够接收BDS-3中B1、B3两种频段信号。设计采用了一种压控可变电容阵列与开关电容阵列组合的结构,达到宽调谐范围与低相噪等特点,同时设计了一种可编程尾电流源阵列,通过数字控制信号使振荡器的输出摆幅更稳定。仿真结果表明:当电源电压为1.8 V时,振荡频率低频范围为2.178~2.697 GHz,高频范围为2.85~3.3 GHz;中心频率在2.5 GHz和3.1 GHz、频偏为1 MHz时的最低相位噪声分别为-121.9 dBc/Hz及-119.5 dBc/Hz;调谐增益的变化率分别为48.93%与78.08%;功耗为3.6~3.8 mW。