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一种基于0.13μmCMOS工艺的CML高速串行接口电路

作　者: 高长平
导　师: 曾献君
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 高速信号传输 CML 预加重 均衡器 比较器 带隙基准源
分类号: TN432
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 186次
引　用: 3次
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内容摘要


CML(Current Mode Logic)高速串行接口具有高速度、低噪声、低功耗、低成本等优点,在高速串行传输中已经得到广泛应用。本文在对高速信号传输理论深入研究的基础上,采用0.13μm CMOS工艺全定制设计实现了一款数据传输率高达5 Gbps的CML高速串行接口电路。版图设计结果经寄生参数提取、Hspice模拟验证表明电路功能正确,各项参数均达到了预定要求。本文的研究内容主要包括:1、深入研究了CML高速串行接口理论,设计并实现了CML高速串行接口电路;2、在CML高速串行接口电路设计中,引入了有源负反馈和并联峰化技术,使电路带宽由1GHz拓展到6GHz,实现了5Gbps条件下的高速数据传输;3、设计了发送端均衡(预加重)和接收端均衡电路,实现了对传输线上高频分量损耗的自适应补偿;4、CML高速串行接口电路接收器采用类限幅放大器结构作为核心电路,使接收器输入灵敏度提高到40mV;5、设计了一款电流反相器电路,并结合电压比较器电路构成了一种改进的比较器结构,极大地提高了比较器的输入精度,实现了输入信号300mV的情况下,比较器仍能正常工作;6、研究了数模混合集成电路的版图设计技术,对电路版图做了精心的匹配设计和保护,有效地减少了各种噪声的干扰,版图后模拟显示达到了良好的效果。

全文目录


摘要  12-13
ABSTRACT  13-14
第一章 绪论  14-18
  §1.1 课题研究背景  14-15
  §1.2 国内外相关研究  15-16
  §1.3 本文的主要工作  16-17
  §1.4 本文的结构  17-18
第二章 I/O接口概述  18-28
  §2.1 接口电路的实现技术  18-19
    2.1.1 电压模式和电流模式  18-19
    2.1.2 差分信号和单端信号  19
  §2.2 典型的高速串行接口电路  19-27
    2.2.1 TTL和CMOS  19-20
    2.2.2 ECL  20-21
    2.2.3 LVDS  21-23
    2.2.4 CML  23-26
    2.2.5 其它I/O接口电路  26-27
  §2.3 小结  27-28
第三章 CML高速串行接口电路总体设计考虑  28-42
  §3.1 CML高速串行接口电路总体结构  28-29
  §3.2 带宽拓展  29-33
    3.2.1 带宽拓展技术——并联峰化技术  29-32
    3.2.2 带宽拓展技术——有源负反馈技术  32-33
  §3.3 均衡技术  33-41
    3.3.1 发送端均衡  33-36
    3.3.2 接收端均衡  36-41
  §3.4 本章小结  41-42
第四章 CML高速接口电路驱动器设计  42-52
  §4.1 CML驱动器总体电路结构  42-45
    4.1.1 设计目标  42
    4.1.2 电流模驱动器的基本原理  42-43
    4.1.3 CML驱动器的整体电路设计  43-45
  §4.2 CML驱动器电路设计  45-49
    4.2.1 电平位移电路  45-47
    4.2.2 单端转差分电路设计  47-48
    4.2.3 驱动级电路的设计  48-49
  §4.3 CML驱动器电路仿真结果  49-51
  §4.4 小结  51-52
第五章 CML高速接口电路接收器设计  52-68
  §5.1 CML接收器的总体结构  52-54
    5.1.1 设计目标  52
    5.1.2 CML接收器电路的总体结构  52-54
  §5.2 CML接收器电路设计与优化  54-64
    5.2.1 类限幅放大器电路  54-58
    5.2.2 电压比较器  58-60
    5.2.3 电平位移电路  60-61
    5.2.4 输出整形电路  61-62
    5.2.5 辅助电路  62-64
  §5.3 CML接收器电路仿真结果  64-66
  §5.4 小结  66-68
第六章 CML接口电路的版图设计  68-80
  §6.1 数模混合集成电路版图设计技术  68-72
    6.1.1 叉指晶体管  68-69
    6.1.2 对称性与匹配  69-70
    6.1.3 噪声考虑  70-71
    6.1.4 闩锁效应  71-72
    6.1.5 ESD保护  72
  §6.2 CML接口电路版图设计  72-74
  §6.3 CML接口电路版图模拟及分析  74-79
    6.3.1 CML接口电路版图模拟结果  74-78
    6.3.2 CML接口电路版图模拟结果分析  78-79
  §6.4 小结  79-80
第七章 结束语  80-82
  §7.1 回顾与总结  80
  §7.2 高性能接口电路的未来展望  80-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
作者在学期间取得的学术成果  86-87
附录A 用Field Solver计算的Welement传输线的简单模型  87

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 半导体集成电路（固体电路） > 场效应型
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