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[求助] 采样保持电路设计要求

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发表于 2025-3-4 14:13:05 | 显示全部楼层 |阅读模式

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如题,近期小弟在做一个采样保持电路,指标是12位200MSPS,工艺库SMIC0.18um,电源电压1.8V
我计划使用电容翻转结构:
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQvbGg4R0Z2dXJ4ajFBUTdOLnBuZw==.jpg
看了一些论文和PPT,看到需要设计下面这样的栅压自举开关
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQvNUU2b0ozaFg5UGNua2RJLnBuZw==.jpg
实操起来遇到了很多问题,首先是图中的反相器设计,根据奈奎斯特定理,输入信号最高频率100Mhz
我设计了如下的电路
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQvU29XczV5RHpiWGM5djZrLnBuZw==.jpg
初步将PMOS和NMOS的L都设置成最小值,180nm,NMOS的W设置为1um,PMOS的W设置成2um
我将Vpulse设置成如下图(信号频率100Mhz,ts和tf均为1ns):
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQva2pMYWU1QXhkaHEyUWxOLnBuZw==.jpg
不带电容负载,进行trans分析如下图(没找到如何标记交点,手动拉的尽量准的交点):
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQvYU5tclFvcTNGVUh5VHVXLnBuZw==.jpg
不知道为何上升下降的阈值电压不相等
怀疑是PMOS W问题导致阈值电压不在0.9V,所以上升下降阈值电压不相等,用parametric analysis去跑了一下W的值,范围是2um到4um
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQvY3hia2lUVWpmOEZXZEF2LnBuZw==.jpg
这样看到,W的值越大,vin=vout的点越来越右移
如果要让vin=vout的点刚好在电源电压一半的值,W要再小一点
于是我再调整了一下W的扫描范围:
aHR0cHM6Ly9jZG4uc2EubmV0LzIwMjUvMDMvMDQvcEtvdEhhVjRKUm1kWjE5LnBuZw==.jpg
大概W在1.6um的时候,阈值电压是0.9V了。我看网上说PMOS的迁移率大概是NMOS的2-3倍,那么NMOS的W是1um,PMOS是不是应该为2-3um呢?
除此之外,尽管已经到0.9V了,阈值电压还是不对称

                               
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