Calibration and high speed techniques for CMOS analog-to- digital converters
In: Electronically-submitted theses.; (2012)
Hochschulschrift
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The main focus of the work carried in this dissertation is to find the best design solution for an ultra high-speed Analog-to-Digital converter. Designing CMOS Analog-to-Digital converters in the gigahertz range for a good resolution is a challenge due to a lower power supply and smaller transistors. As a result, critical analog components (e.g., comparator, pre-amplifiers, band-gap) become more susceptible to process variation and make it hard to achieve a good resolution (e.g., higher than 6-bit). The traditional approach to design Analog-to-Digital converters does not work well with current CMOS technology and yields unpractical designs since it does not take advantage of the technology scaling down. For these reasons, this work investigates new designs topologies for the track-and-hold circuits needed at the front-end of ultra high-speed Analog-to- Digital converters and also investigates a digital foreground technique aimed at reducing the impact of process mismatch. For this purpose, two chips have been designed to investigate the best track-and-hold architecture based on a differential switch source-follower and to validate a proposed digital foreground calibration technique using resistive loads.
L'objectif de cette dissertation est de trouver la meilleure méthode de conception pour les convertisseurs de type analogique à digital. La conception de convertisseurs de type analogique à digital en CMOS qui soient capables de fournir une résolution élevée est un défi de taille à des fréquences très élevées comme les gigahertz, car en CMOS les sources de voltages sont très petites et les dimensions des transistors rendent les composantes analogues (e.g., comparateur, amplicateur, et references de voltage) de plus en plus susceptibles aux variations physiques et chimiques qui se produisent durant la fabrication des puces microélectroniques.Les méthodes traditionnelles de conception pour les convertisseurs de type analogique à digital ne sont plus a la hauteur pour fournir des convertisseurs capables d'une bonne resolution, car elles ne prennent pas avantage des percés technologiques qui ont été réalisées avec la diminution de la taille physique des transistors en CMOS. Par conséquent, le travail de recherche éffectué dans cette thèse consiste à étudier des nouvelles structures de circuits pour faire la conception de track-and-hold qui est necessaire au bon fonctionnement de convertisseurs analogique à digital de très hautes fréquences. De plus, une méthode de calibration digitale qui a pour objectif de corriger les défectuosités engendrées par la fabrication des puces microélectroniques est aussi proposée afin d'ameliorer la performance et la résolution des convertisseurs analogique à digital. Finalement, deux puces microélectroniques ont été fabriquées a des fins expérimentales pour démontrer la performance d'un nouveau track-and-hold ainsi que valider une nouvelle technique de calibration digitale de type foreground qui utilise des résistances.
Titel: |
Calibration and high speed techniques for CMOS analog-to- digital converters
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Autor/in / Beteiligte Person: | Macedo, Marco |
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Quelle: | Electronically-submitted theses.; (2012) |
Veröffentlichung: | McGill University, 2012 |
Medientyp: | Hochschulschrift |
Schlagwort: |
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