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模拟集成电路设计

JSSC 2017-03 笔记

三月的 JSSC 论文, 还是找了一篇加以简单记录:

A 36-V 49% Efficient Hybrid Charge Pump in Nanometer-Scale Bulk CMOS Technology

基于耐压和效率的考虑采用的三级混合的电荷泵的结构,如下图所示。在第一级中用改进的Cross-Coupled CMOS 电荷泵,主要是此时的电压仍在衬底耐压范围内,而对于后面两级,由于电压较高因此第二级采用将 DNW 单独接中间电位得到两个反偏的 PN 结串接来提升耐压,同样在第三级中利用多晶 P-I-N 结构来提升耐压。

三级混合结构的电荷泵
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关于 DWA 实现 Mismatch-Shaping 的一些理解

最近有涉及到在带通结构的中应用 DWA (Data Weighted Averaging)算法的工作,看到有些 paper 中的内容解释的不算很明白,这里谈谈自己的一些理解。

首先,考虑存在 M 个元件,其元件序号为 0 ~ M-1,第 i 个元件实际值为 Wi,对应的误差值为 ei ,可以定义:

INL

这里可以将其理解为在无 DWA 时,输入数据 X (即选择 X 个元件输出)所带来的输出误差。

下面考虑对于基本的一阶 DWA 算法的 1-z-1 的 mismatch-shaping 特性的推导,下图所示为 M=7 时的 DWA 算法示例:

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JSSC 2017-02 笔记

二月份的 JSSC, 同样挑了一篇记录一下:

A Performance-Aware Low-Quiescent Headphone Amplifier in 65-nm CMOS

这里的放大器使用三级的结构,采用了type II 的 nested miller compensation with feedforward stage and nulling resistors (NMCFNR2)的补偿方法,保证左平面的零点和非主极点,增加了补偿设计的自由度。

opamp circuit

上图是具体的运放电路,由于运放的失调会使class-ab的输出级偏离静态偏置点,导致功耗增加,因此在运放差分对的输出节点增加offset cancel 的电流源,同时采用对称的结构也保证PSRR不会有太多损失。 继续阅读

JSSC 2017-01 笔记

一月份的 JSSC 主要是关于数字电路和存储器的内容, 简单的挑了下面的 paper 记录一下: 

A 200-mA Digital Low Drop-Out Regulator With Coarse-Fine Dual Loop in Mobile Application Processor

与模拟方式工作的 LDO 不同, 数字 LDO 通过控制 Power MOSFET 的数目来实现其功能, 由于数字 LDO 中的 Power MOSFET 工作在开关状态, 其尺寸远较模拟 LDO 中的小, 故在面积上有较大优势. 考虑到数字 LDO 的输出电压 ripple 和 PSR 问题, 数字 LDO 一般是用于给对电源波动较不敏感的数字电路供电.

Digital LDO

上图所示即为文章中具体提出的数字 LDO 的结构.

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JSSC 2016-12 笔记

关于 12 月的 JSSC 论文, 主要看了下面这篇:

A 118 dB PSRR, 0.00067% (103.5 dB) THD+N and 3.1 W Fully Differential Class-D Audio Amplifier With PWM Common Mode Control

这篇文章主要讲的是在 Class-D 放大器中采用共模反馈来提高 PSRR。下图是通常的 Class-D 放大器的示意图,在一些应用如手机系统,PA 的动作导致电源的波动,会通过 Class-D 的 Power MOS 直接馈到输出。

Class-D 放大器示意图

为便于分析,可以将上面的 Class-D 电路简化成下面的线性模型

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JSSC 2016-11 笔记

算起来这样关于 JSSC 的记录也蛮久了, 最初的想法主要还是自我监督为主, 做一些简单的知识贮备, 内容都是比较简略的. 最近觉得还是最好每期挑一两篇, 把内容做得稍微细致点, 这样可能留的印象更深些, 就从这期来开始试一试.

A 1 V 103 dB 3rd-Order Audio Continuous-Time ΔΣ ADC With Enhanced Noise Shaping in 65 nm CMOS

这里主要是利用 Noise-Coupling 的结构, 以2阶的结构实现3阶的 NTF, 论文中具体的讨论包括采用 SAR ADC 的多 bit 量化, 方便得到量化噪声的方法, 对于连续时间的 excess-loop-delay 补偿的实现, RC 偏差等对 NTF 影响等等.

关于 Noise-Coupling, 可以参见下图,即将量化噪声取出经过一周期延时后加到量化器的输入.
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