收藏本站
《中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

DRFM用GaAs超高速ADC、DAC电路设计与实现

张有涛  
【摘要】:数字射频存储器(DRFM)以高速采样和数字存储作为其技术基础,具有对射频和微波信号的存储及再现能力,为欺骗式干扰现代脉冲多普勒和脉内压缩等新体制雷达提供了有效手段,在现代电子战中有着广泛的应用前景。DRFM的关键参数是瞬时带宽(IBW),它由系统的ADC和DAC的工作带宽决定。但是传统的高精度、高速、宽带ADC、DAC的设计与制造难以实现,限制了DRFM的实用化。本文以用于3bit相位体制DRFM系统的超高速ADC、DAC单片集成电路为总体目标,基于信息产业部南京55所0.5um全离子注入MESFET工艺开展了适合于大规模集成的工艺流程、器件建模、电路设计、测试表征等各方面的研究工作。 从GaAs MESFET器件角度出发,阐述了器件模型的提取过程,提出了一种高效的遗传算法用于提取MESFET小信号等效电路参数。算法用Matlab语言实现,可快速搜索到全局最优解而不受初始值限制。在0.1GHz~10GHz范围内实现了精确、快速地提取GaAs MESFET小信号等效电路参数,并可合理外推至20GHz。研究了不同旁栅电极结构、不同旁栅电极取向对旁栅阈值特性的影响,并分析了旁栅闽值的光敏特性,为制定大规模数字集成电路版图设计规则的提供了可靠依据。 基于现有的工艺条件提出了适合于大规模集成的工艺流程,得到了现时条件下最优的阈值电压均匀性特性,设计适合ADC、DAC电路的MESFET及具有优良正向特性的二极管,最终形成版图设计规则,并讨论了版图绘制时需要重点考虑的问题。结合实际工艺线流片得到的MESFET阈值电压均匀性分布特性,利用蒙特卡罗分析对GaAs FLASH ADC的成品率以及关键参数的灵敏度进行了定性及定量的分析,从理论角度分析了ADC电路对工艺的要求,明确今后电路流片的工艺目标。 详细论述了用于DRFM系统的单片超高速GaAs 3bit相位DAC的设计、制造及测试。在南京电子器件研究所采用0.5um全离子注入GaAs MESFET工艺完成流片。分析并提出了相位体制DAC静态参数和动态参数的表征及测试方法。用时间非线性参数(TDNL和TINL)、幅度非线性参数(ADNL和AINL)以及相位非线性参数(PNL)来描述相位体制DAC的静态性能;用无杂散动态范围(SFDR)、近区谐波失真比(THD6)、有效工作带宽(EWB)、输出信号功率、输出信号幅度一致性来描述相位DAC的频域性能。结果显示其工作带宽大于等于1.5GHz,相位精度小于4%,谐波抑制可达16dBc以上。 详细论述了用于DRFM系统的单片超高速GaAs 3bit相位ADC的设计过程,并利用南京电子器件研究所0.5um全离子注入GaAs MESFET工艺实现。提出一套完全描述相位体制ADC性能的静念参数及动态参数。应用上述方法对该GaAs3bit相
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN402

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋昌凌;GaAs超高速集成电路的发展与展望[J];半导体情报;1999年01期
2 吴巨,何宏家,范缇文,王占国,张绵;半绝缘GaAs衬底中位错对MESFETs旁栅效应的影响[J];半导体学报;1997年07期
3 刘汝萍,赵建龙,夏冠群,吴剑萍,顾成余,詹琰;背栅效应对GaAsMESFETV_(th)均匀性的影响[J];半导体学报;1999年12期
4 徐阳,闵昊;一种高速电流型CMOS数模转换器设计[J];半导体学报;2000年06期
5 陈俊,刘训春;用模拟退火算法从S参数提取HFET小信号等效电路模型参数[J];半导体学报;2001年01期
6 石瑞英,刘训春,钱永学,石华芬;用改进的遗传算法从S参数中提取HBT交流小信号等效电路模型参数[J];半导体学报;2002年09期
7 赵伟兵,沈延钊,张向民;一种改进的高速DAC电流开关及其控制信号的产生[J];半导体学报;2003年09期
8 刘飞,贾嵩,卢振庭,刘凌,吉利久;带主从式T/H电路的折叠插值A/D转换器[J];半导体学报;2004年04期
9 朱臻,马德群,叶菁华,洪志良;低功耗、全差分流水线操作CMOSA/D转换器[J];半导体学报;2004年09期
10 程嗣怡,吴华,王星;利用数字储频技术对综合脉压雷达实施干扰的研究及应用[J];电讯技术;2004年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梅文丽;黄永清;任晓敏;;用改进的遗传算法提取PIN光探测器模型参数[J];半导体技术;2008年05期
2 孙再吉;InP/InGaAs异质结双极晶体管研究[J];半导体情报;1999年06期
3 朱磊;尤焕成;金香菊;;用改进算法提取GaN HEMT小信号等效电路模型[J];微纳电子技术;2007年03期
4 刘汝萍,赵建龙,夏冠群,吴剑萍,顾成余,詹琰;背栅效应对GaAsMESFETV_(th)均匀性的影响[J];半导体学报;1999年12期
5 刘汝萍,夏冠群,赵建龙,翁建华,张美圣,郝幼申;半绝缘非掺GaAs材料制备的MESFETs背栅效应[J];半导体学报;2000年01期
6 谢晓锋,李钊,阮骏,姚依,张文俊,杨之廉;应用遗传算法实现MOS器件综合[J];半导体学报;2002年01期
7 石瑞英,刘训春,钱永学,石华芬;用改进的遗传算法从S参数中提取HBT交流小信号等效电路模型参数[J];半导体学报;2002年09期
8 徐岳生,张春玲,刘彩池,唐蕾,王海云,郝景臣;半绝缘砷化镓单晶中的晶体缺陷[J];半导体学报;2003年07期
9 谢利刚,张斌;确定PHEMT器件等效电路的一种新方法[J];半导体学报;2003年07期
10 钱永学,刘训春;InGaP/GaAs HBT微波功率放大器的设计[J];半导体学报;2003年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付丽曼;嵌入式12位300MHz数模转换器设计技术研究[D];江南大学;2010年
2 李晓东;现代雷达干扰技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 许文彪;光探测器等效电路模型的建立与参数提取[D];电子科技大学;2011年
4 韩轲;DJS压制干扰波形的快速生成技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 李东;雷达环境模拟设计[D];南京理工大学;2011年
6 向伟;双基SAR干扰技术研究[D];电子科技大学;2011年
7 夏钊;一种低功耗10位电流舵DAC的设计与实现[D];复旦大学;2011年
8 童紫平;一种12位50MSPS低功耗流水线ADC的研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 赵家彦;一种用于调制功率放大器功率的信号发生器的设计[D];上海交通大学;2011年
10 严军;典型航母编队电磁环境模拟研究及设计[D];南京理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴巨,何宏家,范缇文,王占国,张绵;半绝缘GaAs衬底中位错对MESFETs旁栅效应的影响[J];半导体学报;1997年07期
2 穆甫臣,李志国,张万荣,郭伟玲,孙英华,严永鑫;对Fukui法测量MESFET栅极串联电阻的改进[J];半导体学报;1999年03期
3 徐阳,闵昊;一种高速电流型CMOS数模转换器设计[J];半导体学报;2000年06期
4 陈俊,刘训春;用模拟退火算法从S参数提取HFET小信号等效电路模型参数[J];半导体学报;2001年01期
5 谢晓锋,李钊,阮骏,姚依,张文俊,杨之廉;应用遗传算法实现MOS器件综合[J];半导体学报;2002年01期
6 刘飞,吉利久;150Ms/s、6bitCMOS数字工艺折叠、电流插值A/D转换器[J];半导体学报;2002年09期
7 杨志国,彭世蕤,胡林华;3bits相位量化数字储频信号加权分析[J];电讯技术;2002年05期
8 崔炳福;相位数字储频的性能与干扰效果[J];电子对抗技术;1999年06期
9 喻旭伟;3Bit相位量化技术[J];电子对抗技术;2001年05期
10 周国富;相位量化数字射频存储器的寄生信号性能分析[J];电子学报;1992年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翟中英,张兴敢;用A/D、D/A转换实现模拟信号可编程放大与延时[J];微处理机;2005年04期
2 裴晓敏;吴学军;宋立新;;12位电容电阻混合式SAR ADC IP核的设计[J];微型机与应用;2010年11期
3 夏德昊;采用微处理器的微波测厚仪的研制[J];厦门大学学报(自然科学版);1991年03期
4 徐伟;;一种基于存储器的正弦运算电路[J];淮海工学院学报(自然科学版);2008年02期
5 周国富,姬国良;相位量化数字射频存储器的设计考虑[J];系统工程与电子技术;1994年02期
6 ;转换器[J];电子科技文摘;2002年08期
7 周国富,姬国良;一种新的数字射频存储器非均匀相位量化方法[J];电子学报;1994年03期
8 ;转换器[J];电子科技文摘;2001年08期
9 翁永祥;戎蒙恬;;3bit相位量化射频存储器的研究[J];信息技术;2007年08期
10 陶建锋,孙东延;3比特相位量化DRF M的设计与实现[J];航天电子对抗;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛亮;沈延钊;张向民;;一种A/D静态参数和动态参数的测试方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
2 陈睿;陆妩;任迪远;郑玉展;王义元;费武雄;李茂顺;兰博;;不同偏置条件的10位CMOS模数转换器的辐射效应[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
3 张向东;洪兴楠;高葆新;;微波GaAs MESFET功率放大器设计软件[A];1987年全国微波会议论文集(下)[C];1987年
4 陈红卫;吴建辉;;一种新型高速采样保持电路[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
5 陈睿;陆妩;任迪远;郑玉展;王义元;费武雄;李茂顺;兰博;崔江维;;10位双极模数转换器的电离辐射效应[A];第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2010年
6 廉小亲;吴叶兰;;三相电网多功能测试仪的开发[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
7 洪慧;马绍宇;;一种研究混合信号电路中衬底耦合噪声的方法[A];浙江省电子学会第七次会员代表大会暨2007学术年会论文集[C];2007年
8 徐利军;王超;袁乃昌;;一种新颖的射频仿真技术[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
9 张剑平;;一种宽输入量程和长输出位数的A/D电路及其算法[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
10 刘炜;石志刚;张琳;;FM发射芯片测试技术研究[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 某摩步师侦察营仪侦连中士 周飞飞;模数转换器:夜间战场侦察如白昼[N];解放军报;2011年
2 ;ADI CMOS工艺模数转换器降低处理系统的成本[N];中国计算机报;2002年
3 中国科学院电工研究所 唐晓泉 博士;数字化浪潮推动模拟技术创新[N];中国电子报;2005年
4 罗翠钦;模拟器件:数字产品新卖点[N];中国电子报;2004年
5 ;数据转换器、放大器新产品及技术一览[N];中国电子报;2004年
6 ;扫描各有各的招[N];中国计算机报;2002年
7 ;选购 DVD 关注第三代[N];经济信息时报;2000年
8 翟伊娜;夏新DVD新品:晶典8900[N];中国电子报;2003年
9 ;厦新后DVD时代的旗舰产品晶典8900[N];中国高新技术产业导报;2003年
10 ;中晶ScanMaker 5900[N];中国计算机报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张有涛;DRFM用GaAs超高速ADC、DAC电路设计与实现[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
2 殷秀梅;流水线模数转换器双模式数字后台校正技术[D];清华大学;2010年
3 林俪;折叠内插模数转换器的高速、低功耗低电压设计方法研究[D];复旦大学;2010年
4 曹寒梅;8位、500MS/s高速折叠内插模数转换器设计[D];西安电子科技大学;2008年
5 李晓娟;折叠内插模数转换器的高精度设计研究与实现[D];西安电子科技大学;2012年
6 黄姣英;电视广播中重影消除技术运用与研究[D];湖南大学;2008年
7 李金凤;用于单片集成传感器的低功耗模数转换器研究与实现[D];大连理工大学;2010年
8 范明俊;基于先进工艺的低电压低功耗流水线模数转换器研究与设计[D];复旦大学;2010年
9 易婷;高性能∑△模数转换器设计[D];复旦大学;2002年
10 张剑云;应用于数字视频接收器的低功耗高速流水线模数转换器的研究[D];复旦大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙彤;低功耗逐次逼近模数转换器的研究与设计[D];清华大学;2007年
2 王鑫;用于温补晶振系统的12位逐次逼近型ADC设计与仿真[D];电子科技大学;2009年
3 孔阳阳;单电子晶体管和MOS管的混合电路设计与仿真[D];兰州大学;2007年
4 郑烷;12位逐次逼近型A/D转换器的设计[D];华中科技大学;2007年
5 贺黉胤;触摸控制中高精度低功耗SAR-ADC的研究与设计[D];华中科技大学;2008年
6 鲁靖梅;10位逐次逼近式模数转换器中的数模转换器实现[D];合肥工业大学;2004年
7 朱海帆;探地雷达中数据采集系统的研究与设计[D];电子科技大学;2004年
8 张亮;10位逐次逼近型模数转换器的设计[D];沈阳工业大学;2006年
9 王平;高速折叠插值模数转换器的设计[D];上海交通大学;2009年
10 胡小波;12位40兆采样频率流水线结构模数转换器[D];华中科技大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026