【摘 要】
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流水线模数(A/D)转换器广泛应用于通信系统、高清视频系统和数字雷达系统。为了能让它在高速高精度应用场合中表现出优越的性能，研究它的关键电路变得尤为重要。采样保持电路
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流水线模数(A/D)转换器广泛应用于通信系统、高清视频系统和数字雷达系统。为了能让它在高速高精度应用场合中表现出优越的性能，研究它的关键电路变得尤为重要。采样保持电路单元(S/H)、增益数模单元(MDAC)和子模数转换单元(Sub-ADC)作为流水线A/D转换器中的关键电路，它们的性能决定了整个系统性能的好坏。论文对流水线A/D转换器的关键电路单元进行了研究和设计，基于SMIC0.18μm1.8V CMOS工艺设计实现了适用于12位100MS/s流水线A/D转换器的S/H、MDAC和Sub-ADC电路。论文提出了一种适用于流水线A/D转换器的设计流程。首先分析了流水线A/D转换器的工作原理，提出了流水线A/D转换器的热噪声和量化噪声分配方法。在讨论这些关键电路结构的基础上，详细地研究分析了这些关键电路的设计要点，并对它们进行了设计实现。此外，论文中介绍了一种基于gm/Id的运算放大器设计方法，该方法对短沟道CMOS工艺的模拟电路设计非常有效。仿真表明，在采样频率为100MHz，输入信号幅度为900mV，频率为12.5MHz的正弦信号时，S/H电路的SNDR为87.58dB，SFDR为92.41dB，有效位数为14.26位；第一级MDAC的SNDR和SFDR分别为75.97dB和84.45dB，有效位数为12.33位；比较器在100MHz下的失调电压1sigma值为0.4mV。上述仿真参数均满足12位流水线A/D转换器的系统要求。
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