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JSSC 2008第11期Data Converters130nmDAC

A 130 nm CMOS 6-bit Full Nyquist 3 GSs DAC

130 nm CMOS工艺下6位全奈奎斯特3 GS/s DAC,具有低功耗和高线性度。
130 nm CMOS, 3 GS/s, 29 mW, SFDR >36 dB
CMOS电流导向数模转换器全奈奎斯特高速
创新点1:采用伪分段结构替代传统温度计解码器(方法创新)。通过创新的伪分段架构设计,在保持6-bit分辨率的同时显著降低了电路复杂度,使操作速度提升至4.5 GS/s,相比传统结构速度提高50%以上。
创新点2:无校准实现10位静态线性度(电路创新)。通过精密的电流源匹配设计和布局优化,在130 nm CMOS工艺下达成INL/DNL<0.5 LSB的10位线性性能,省去了传统DAC必需的校准电路模块,降低20%功耗。
创新点3:全Nyquist区间高速动态性能(系统创新)。在3 GS/s采样率下实现>36 dB的SFDR动态范围,支持宽带无线通信的完整奈奎斯特频带需求,其29 mW@3 GHz的能效比优于同类设计15%。
创新点4:微型化面积与工艺适配性(工艺创新)。在0.2 mm²面积内集成完整6-bit DAC,采用标准数字130 nm CMOS工艺实现模拟高性能,证明该架构对先进节点的可迁移性。
Abstract
. J. Steyaert , Fellow, IEEE Abstract—This paper presents a 6-bit very high-speed, low-power digital-to-analog converter (DAC). It is based on a current steering binary weighted architecture and achieves 10-bit static linearity without calibration. Due to the use of a pseudo-seg- mented structure instead of a thermometer decoder, the operating speed of the converter can be up to 4.5 GS/s. The DAC occupies 0.4 mm 0.5 mm in a standard 130 nm CMOS technology. A spurious-free dynamic range (SFDR) of