基于g_(m)/I_(d)方法的Pipelined-SAR ADC高性能余量放大器设计

作     者：饶晨光 肖瑞 桑庆华 邓红辉 RAO Chenguang;XIAO Rui;SANG Qinghua;DENG Honghui

作者机构：合肥工业大学微电子设计研究所合肥230009 

出 版 物：《微电子学》 (Microelectronics)

年 卷 期：2021年第51卷第3期

页      面：295-302页

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61704043) 模拟集成电路国家重点实验室基金项目(6142802190506) 

主　　题：g_(m)/I_(d)查找表 流水线逐次逼近寄存器模数转换器 增益自举运算放大器 最优化设计 

摘      要：基于g_(m)/I_(d)查找表方法,设计了一种用于14位100MS/s流水线逐次逼近寄存器模数转换器(Pipelined-SAR ADC)的余量放大器。该余量放大器采用高增益宽带宽的增益自举运算放大器(OTA)结构。该方法通过lookup函数查找器件直流工作点,克服了传统方法对短沟道器件参数无法准确设计的问题。通过迭代算法来选择核心器件的g_(m)/I_(d),使电路在满足性能要求的同时实现功耗的优化设计,且具有很好的工艺移植性。基于SMIC 55nm CMOS工艺,对设计的OTA性能进行了仿真验证,实现了在92dB直流增益、180MHz闭环-3dB带宽、1.44mVrms噪声等多维约束条件下电路功耗为1.9mW的最优化设计。