论文摘要
十位数模转换器的设计，是受单位委托设计开发的一款单片电路。该电路为中规模数模混合集成电路。电路的设计采用正向设计和逆向设计相结合的方法完成。逆向设计主要是对数模转换器AD7520做了解剖分析，逆向设计了新电路中的R-2R电阻网络和模拟开关部分。由于AD7520中没有基准电路，所以在查阅了大量资料的基础上，正向设计了一款带隙基准源，并与AD7520集成在一起。本课题基于CSMC 0.6μm CMOS N-well DPDM（Double Poly Double Metal，双层多晶双层金属）工艺设计的。对AD7520的设计包括：芯片的逆向解剖分析、电路提取、原理分析和电路仿真，在0.6μm的工艺条件下达到（大多优于）原电路的功能和性能。正向设计的带隙基准源，分析了带隙基准源的基本原理，给出了带隙基准源的电路结构，详细讨论了其中运放部分的设计，给出电路的仿真结果。搭建整体数模转换器的电路结构并进行仿真，给出仿真结果。最后完成了整个数模转换器的版图设计，结合数模混合电路版图设计的特点合理进行布局布线，并通过了DRC、LVS，提取带有寄生参数的网表做后仿真。本课题全部工作在PC机上完成，电路设计采用Workview Office软件；版图设计采用L-EDIT软件；应用HSPICE软件对电路和版图的功能和性能进行仿真。电路实现了数模转换的功能，基于5V单电源条件下工作，分辨率达到10位，采样速率为50ksps，功耗为4.32mW，版图面积为0.8mm2。最小INL为0LSB，最大INL为+2.53LSB。最小DNL为-0.47LSB，最大DNL为+0.46LSB。其中带隙基准源为3.3V，零温度系数点在27℃。
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摘要Abstract1 绪论1.1 引言1.2 DAC的发展及现状1.3 课题的内容2 DAC基本结构和工作原理2.1 DAC常用结构和工作原理2.1.1 权电阻网络 DAC2.1.2 R-2R梯形电阻网络 DAC2.1.3 倒置 R-2R梯形电阻网络 DAC2.2 DAC主要性能参数2.2.1 微分非线性2.2.2 积分非线性2.2.3 失调误差2.2.4 增益误差2.2.5 建立时间2.2.6 分辨率2.2.7 精度3 AD7520的电路提取及分析3.1 芯片说明3.2 芯片的解剖、拍照及电路提取3.2.1 芯片的解剖3.2.2 芯片拍照3.2.3 芯片电路提取3.3 AD7520的分析与仿真3.3.1 倒置 R-2R电阻网络3.3.2 CMOS单刀双掷开关3.3.3 仿真分析4 电压基准源的设计4.1 带隙基准的基本原理4.2 带隙基准源的设计4.2.1 电路设计4.2.2 基本功能及功耗仿真4.2.3 温度特性4.2.4 电源抑制特性4.2.5 启动及上电分析5 运算放大器的设计与仿真5.1 套筒式两级运放的设计与仿真5.1.1 电路结构5.1.2 大信号分析5.1.3 小信号分析5.1.4 两级套筒式运放的频率补偿5.2 折叠共源共栅运放5.2.1 电路结构5.2.2 性能参数6 模转换器整体电路仿真6.1 电路结构6.2 整体电路仿真7 版图设计及后仿真7.1 版图的设计规则7.2 模拟电路的版图技术7.2.1 静电保护7.2.2 闩锁效应7.2.3 匹配问题7.2.4 保护环7.2.5 布局布线7.3 版图结构7.4 后仿真8 结论参考文献在学研究成果致谢
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