一种8位高精度、低功耗DAC的设计

论文题目: 一种8位高精度、低功耗DAC的设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 微电子学与固体电子学

作者: 黄太平

导师: 杨谟华

关键词: 数模转换器,倒梯形,电阻网络,线性精度,建立时间

文献来源: 电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本项目的目的是设计一种8 位高精度、低功耗的(DAC)数模转换器。本文首先分析讨论了数模转换器的主要性能参数如建立时间、线性精度、功耗等,这些参数是对电路性能好坏的界定,是进行结构选择和电路设计的依据和目标。其次,DAC 输入采用并行数字输入结构,输出采用互补电流输出结构,在保证精度和功耗设计要求基础上实现数据快速转换。在比较了数模转换器的众多结构之后,决定采用电流型倒梯形R-2R 电阻网络结构,该结构速度较快,便于实现高精度,电路面积较小;NMOS 管相对于PMOS 管速度更快,有更高的电流驱动能力和高的跨导,在本设计中作为倒梯形R-2R 电阻网络中各支路的电流开关。从集成度、功耗、成品率等各个因素考虑,MOS 工艺尤其是CMOS工艺明显优于双极型工艺,本设计采用N 衬底P 阱CMOS 工艺,在功耗方面有较好的表现。数模转换器的内部电路由控制选择电路、数字输入锁存电路、R-2R 电阻网络及电流开关网络构成,属于数模混合电路。由于数字电路结构相对简单,所以采用和模拟电路设计一致的设计方法,并使用Hspice 进行电路模拟仿真,在Cadence 平台上进行版图设计。最后,设计完成的数模转换器在电源电压为5V情况下,建立时间约为28ns,微分线性度达到±0.28LSB,积分线性误差达到±0.15LSB,功耗低于10mW。指标达到设计要求,具有一定的先进性和实用意义。

论文目录:

摘要

Abstract(英文摘要)

第一章引言

1.1 论文背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 数模转换器的类别

1.4 CMOS 基础

1.5 课题目标

第二章数模转换器的基本原理和常用结构

2.1 数模转换器的基本工作原理

2.2 数模转换器的常见结构

2.2.1 电流型的DAC

2.2.2 电压型的DAC

2.2.3 电荷型的DAC

2.3 数模转换器的性能参数

2.3.1 静态性能参数

2.3.2 动态性能参数

第三章 DAC 电路设计及模拟仿真

3.1 DAC 的总体结构设计

3.2 单元电路设计

3.2.1 电阻网络设计

3.2.2 控制及数字输入电路设计

3.3 电路的模拟仿真结果

3.3.1 静态参数模拟

3.3.2 建立时间

第四章版图设计

4.1 CMOS 集成电路的工艺特点

4.1.1 硅栅CMOS 工艺

4.1.2 P 阱CMOS 工艺

4.2 版图设计

4.2.1 版图设计规则和技巧

4.2.2 版图设计

第五章结论

参考文献

致谢

发布时间: 2005-09-23

参考文献

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一种8位高精度、低功耗DAC的设计

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