CMOS数据转换器关键器件匹配性及高层次模型研究

伴随集成电路技术和数字信号处理技术的飞速发展，数据转换器呈现出高速发展的趋势，而关键器件的匹配性问题已经成为限制其性能的瓶颈。本项目针对CMOS数据转换器的关键器件匹配性，研究关键器件匹配误差对数据转换器性能的影响，建立匹配误差高层次模型，获得 CMOS数据转换器的匹配误差校准和补偿技术、低功耗设计技术。在分析逐次逼近式A/D 转换器三种电路结构对无源网络匹配性关系的理论分析和推导基础上，获得电容阵列匹配性与电荷分配型逐次逼近式A/D转换器功耗之间的定量数值关系，建立逐次逼近式A/D转换器的无源器件匹配性高层次模型，并获得优化的低功耗CMOS电荷分配型逐次逼近式A/D转换器新型结构。系统分析高速无缓冲差分输出CMOS电流舵D/A转换器的电流源匹配误差和PMOS电流源输出阻抗，建立高速D/A转换器的系统数值模型，获得新型电流源校准技术。本项目将为数据转换器的优化设计提供有效指导。

高速高精度的数据转换器作为一种典型的大规模CMOS混合信号集成电路，其设计、验证以及生产工艺都是非常复杂的；而由于器件误差出现的必然性和随机性导致CMOS器件的匹配性研究更加复杂，因此，对于数据转换器电路设计来说，最好能建立一种可以反映关键器件匹配性及其与数据转换器性能参数之间关系的高层次模型，并利用这种高层次模型来指导和优化的数据转换器的设计。.本项目研究了CMOS逐次逼近式A/D转换器的无源器件匹配性及高层次模型设计方法，包括对电容阵列匹配性与电荷再分配型逐次逼近式A/D转换器、电阻梯匹配性与电压等比例缩放型逐次逼近式A/D转换器、C-R阵列匹配性与电容-电阻混合结构逐次逼近式A/D转换器进行研究，并建立基于Matlab的无源器件匹配性高层次模型。.本项目研究了CMOS高速高精度电流舵D/A转换器的电流源匹配误差、输出阻抗及D/A转换器数字校准高层次模型设计方法，包括随机误差和系统误差对单位电流源以及电流源阵列匹配性影响；电流源阵列匹配性与电流舵D/A性能参数关系，并建立了基于Matlab的电流源匹配误差高层次模型。.在分析逐次逼近式A/D 转换器三种电路结构对无源网络匹配性关系的理论分析和推导基础上，获得电容阵列匹配性与电荷分配型逐次逼近式A/D转换器功耗之间的定量数值关系，建立逐次逼近式A/D转换器的无源器件匹配性高层次模型，并获得优化的低功耗CMOS电荷分配型逐次逼近式A/D转换器新型结构。.本项目研究周期内共发表期刊论文18篇，其中SCI检索12篇，EI检索18篇；申报国家发明专利4项，其中2项获得授权，2项进入实质审查阶段。