Оценка реализуемости АЦП с частотами выборки отчетов 2 и более ГГц с разрядностью 12 бит и АЦП с частотами выборки 250…300 МГц с разрядностью 14 бит в кремний германиевых технологических процессах (21184В)

Отчет 209 с., 162 рис., 21 табл., 77 источн. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, СИСТЕМА НА КРИСТАЛЛЕ, КРЕМНИЙ-ГЕРМАНИЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ДИНАМИЧЕСКИЙ КОМПРАТРОР, УСИЛИТЕЛЬ РАЗНОСТНОГО ОСТАТКА, ЦИФРОВОЙ СИНТЕЗ, АНАЛОГОВЫЕ КЛЮЧИ, ИНТЕРФЕЙС, СЕРИАЛАЙЗЕР. Цель выполнения НИР: научно-технический анализ реализуемости АЦП с частотами выборки отчетов 2 и более ГГц с разрядностью 12 бит и АЦП с частотами выборки отчетов 250…300 МГц с разрядностью 14 бит в кремний германиевых технологических процессах. Методы исследований. В работе использовались методы теории радиотехнических цепей и сигналов; теории четырехполюсников; положения физики полупроводников; теория математического моделирования; методы моделирования электронных схем на основе программы SpectreRF. Основные результаты проекта. В ходе выполнения НИР были исследованы известные структуры реализации аналого-цифровых преобразователей с частотами выборки 2 и более ГГц и 250…300 МГц, в том числе конвейерных АЦП, АЦП последовательного приближения, АЦП с временным уплотнением, которые являются наиболее соответствующими требованиям для реализации преобразователя с указанными параметрами. Был проведен анализ требований к основным блокам конвейерных АЦП и АЦП последовательного приближения, в частности к компараторам, усилителям разностного остатка, аналоговым ключам, логическим элементам. Исследована возможность линеаризации цифровой части АЦП последовательного приближения на основе технологических процессов 130 нм БиКМОП, 40 нм и 28 нм КМОП, в том числе с использованием технологии временного уплотнения. Проведен анализ реализуемости усилителя разностного остатка для АЦП конвейерного типа на основе технологического процесса 130 нм БиКМОП. Исследована возможность реализации компаратора в технологическом процессе 130 нм БиКМОП, проведено сравнение компараторов статического и динамического типов. Исследованы предельные частоты работы цифровых логических элементов, в том числе делителей частоты, сериалайзера и выходного буфера выходного интерфейса стандарта JESD204b. Проведен анализ линейности комплементарных аналоговых ключей и ключей с вольтдобавкой, а также установлено предельное быстродействие ключей с вольтдобавкой, реализованных в технологическом процессе 130 нм БиКМОП.