戴澜 闫强强

摘 要：基于中芯国际SMIC0.18 μm标准CMOS 1P6M工艺，在Cadence EDA平台下设计完成了一款12位、采样率500 MHz的电流舵DAC。电路主体结构采用5+3+4的分段方式，其中模拟部分采用3.3 V电源供电，数字部分采用1.8 V供电，满量程电流20 mA，单端负载为25 Ω，在时钟信号500 MHz、输入信号1.586 914 MHz的条件下，测得SFDR为91 dB，电路的INL为±0.25 LSB、DNL为±0.15 LSB，整体功耗为75.6 mW。

关键词：电流舵DAC;带隙基准;电流源;SFDR

0    引言

数模转换器，简称DAC，顾名思义，它是一种将数字信号转换为模拟信号的芯片，承担着数字域与模拟域桥梁的作用，其重要性不言而喻。近几年，随着5G通信的兴起、4k超清视屏、超高速实时监控、高速雷达，物联网等领域快速发展，对数模转换器的要求越来越高，集中体现在两个方面：一是高速，二是高精度。例如，在5G基站的建设之中，就需要高速高精度的DAC负责将基带数字信号转化为模拟信号，接着由载波信号调制成高频信号，最后由功率放大器发射出去。在基站的设计中，DAC的性能至关重要，正是有了高速、高精度、宽范围的DAC，才能形成各种复杂的波形。

在众多DAC类型中，电流舵DAC有着与生俱来的高速高精度特点，正是在这种应用背景与需求下，设计一款优秀的电流舵DAC就显得很有必要。

1    电流舵DAC的整体架构

本文设计的12 bit/500 MHz电流舵DAC的整体架构如图1所示，主体采用了5+3+4的分段结构，即高5位和中间3位采用温度计编码，低4位采用二进制编码，满量程输出电流为20 mA，单端负载为25 Ω，单端输出摆幅为0.5 V，差分输出摆幅为1 V，主要电路模块有带隙基准、V-I转换电路、电流源阵列、输入寄存器、二进制码转温度计码电路、锁存低交叉点开关电流源驱动电路等。……