MOSFET失配的研究及應(yīng)用——高性能CMOS電荷泵的設(shè)計.pdf

1、同一個芯片上相同設(shè)計的晶體管，其器件參數(shù)之間通常都存在著失配，如閾值電壓和電導(dǎo)常數(shù)β等。隨著CMOS工藝的不斷發(fā)展和晶體管尺寸的不斷縮小，失配對模擬電路的影響越來越大，嚴(yán)重時會使電路的性能和成品率大大降低，因此在進(jìn)行模擬電路設(shè)計時必須考慮工藝失配的影響。在數(shù)字電視調(diào)諧芯片中，為了提高頻道的選擇性，提高頻率合成器的性能，需要設(shè)計電流精確匹配的電荷泵電路，為了提高電荷泵電路中電流源的匹配性能，需要選擇一個失配模型并結(jié)合所采用工藝的晶體管失配

2、參數(shù)來估算電荷泵電路的電流失配性能。本論文首先介紹了MOS晶體管電流失配的來源和失配參數(shù)的提取方法，然后對當(dāng)前現(xiàn)有的各種MOS晶體管電流失配模型進(jìn)行了比較和分析，選擇了Pelgrom失配模型應(yīng)用到電荷泵電路設(shè)計中去估算電荷泵的電流失配大小。本論文設(shè)計了一個高性能CMOS電荷泵電路，具體包括低壓共源共柵CMOS電荷泵電路設(shè)計，偏置電路的設(shè)計，單位增益放大器的設(shè)計和測試電路的設(shè)計。在估算電荷泵電流失配時，為了將失配模型嵌入到HSPICE仿真

3、器中，本文設(shè)計了一個等效電路模型，仿真時只需要將網(wǎng)表中的晶體管用這個等效電路模型來替代，就可以直接用HSPICE的MonteCarlo分析對電路的電流失配性能進(jìn)行仿真估計，基于這個等效電路模型，對CP電路的失配性能進(jìn)行了仿真估計。最后，基于Chartered0.25標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝完成了電荷泵電路設(shè)計和版圖設(shè)計，給出了電荷泵電流測試方案，并完成了測試。測試結(jié)果表明，電荷泵的電流失配小于1％，完全可以滿足系統(tǒng)的要求，并且在Pelgrom失