一种抗辐射16位25 MS/s流水线ADC

摘要

设计了一款抗辐射16位25 MS/s流水线型模数转换器（ADC）。根据电容失配等因素确定了第一级4位的流水线结构，并设计了改进的自举开关来提高采样线性度。为了降低系统功耗，设计了一种开关电容动态偏置电路，通过减小放大器的平均电流来降低ADC的系统功耗。为了满足抗辐射的要求，针对电离总剂量效应和单粒子闩锁效应的机理，对电路进行抗辐射加固设计。该款抗辐射ADC在0.18μm CMOS工艺上进行制造，转换器的芯片面积为2.5 mm2，经过辐射试验后，在采样率25 MHz、1.8 V电源电压和30.1 MHz正弦输入的条件下，ADC的信噪比（SNR）达到了76.7 dBFS，无杂散动态范围（SFDR）为95.1 dBFS，功耗为38.76 mW，抗辐射能力达到电离总剂量100 Krad(Si)和单粒子闩锁阈值75 MeV·cm2/mg，可满足空间环境的使用要求。

关键词

模数转换器 / 流水线 / 信噪比 / 无杂散动态范围 / 抗辐射

基金资助

模拟集成电路国家级重点实验室基金（6142802010101）