高速流水线ADC中跨导放大器设计及误差分析  

Design and error analysis of OTA for high speed pipeline ADC

作　　者：杨俊峰[1] 李哲英[2] 修丽梅[2] 

机构地区：[1]北京交通大学电子信息工程学院,北京100044 [2]北京联合大学北京市信息服务重点实验室,北京100101

出　　处：《电子测量与仪器学报》2014年第5期538-544,共7页Journal of Electronic Measurement and Instrumentation

基　　金：北京市教委面上项目(SQKM201411417006)资助

摘　　要：应用于8 bit,1.5 bit/级,100 M采样率,高速流水线型ADC的OTA放大器设计及实现,重点分析OTA放大器的非线性,如增益非线性、不完全建立误差对高速、低功耗ADC性能的影响,并使用MATLAB建模验证分析结果。OTA放大器采用功耗较低的套筒型共源共栅放大器基本结构,通过增益提高技术提高放大器增益,采用共模反馈消除各类不匹配带来的误差。从仿真结果上看,OTA放大器增益大于80 dB,单位增益带宽为960.5 MHz,建立时间为4.87 ns。实现的高速流水线型ADC,经仿真测试DNL为0.7 LSB,INL为1.02 LSB,符合设计要求。A high-speed low-power operational transconductance amplifier （OTA） ,which is used in a 100 Msps, 8 bit pipeline ADC with 1.5 bit per stage, is designed. Primary objective of the design is to analyze how the error of OTA （offset voltage and gain error） impact on the performance of a high-speed low-powe~ ADC. The OTA uses the circuit of fully differential boosted telescopic cascode to get high gain and low power, and uses the design of common-mode feedback to avoid the power mismatch. The simulation result shows that it achieves 80 dB voltage gain, 960.5 MHz unity-gain bandwidth and the setup time is 4.87 ns. The ADC achieves 0.7 LSB DNL and 1.02 LSB INL with low power consumption from 1.8 V suoolv.

关 键 词：流水线型模数转换器 跨导放大器 增益误差 差分非线性 积分非线性 

分 类 号：TN453[电子电信—微电子学与固体电子学]