一种适用于高速CMOS图像传感器中的采样保持电路设计.pdfVIP

第23卷 第7期 传 感 技 术 学 报 V01．23 No．7 2010年 7月 CHINESE JOURNALOF SENSORSANDACTUATORS July2010 Design ofaSample-and-HoldCircuitforHighSpeedCM OSImageSensor CAIKunming，DING Koubao ，LUO Hao，HAN lean (InstituteofMicroelectronicsandOptoelectronics，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：A sample—and—holdcircuitutilizedinhighspeedintegratorarrayisdesigned．A newTtypeswitchwhich canrestrainthesubstratebiasingeffectisdesignedtoreplacethetraditionalCMOStransmissiongateswitch．Thus， thelinearityoftheswitch’Sturn．onresistancecanbeassuredbecausethechangesofthresholdvoltagecausedby thesubstratebiasingeffectilimited．Also，thisnewTtypestructurecanreducethechargefeedthrougheffectun— derhighfrequencyinput，thus，abettertum—off isolationcharacteristiccanbeachieved．BasedonSMIC0．13Ixm StandardCMOStechnique，asample—and—holdcircuitapplicabletotheCMOSimagesensorisdesigned．Spectre simulationresultsshow thattheSignal—to—NoiseDistortionRatioandSpursFreeDynamicRangeis85．5 dB and 92．87dB respectivelyundertheNyquistinput~equency．thepowerconsumptionisonly32．8mW ． Keywords：imagesensor；substratebiasingeffectattenuatedT switch；intergatorarray；sample—and—holdcircuit EEACC：B1O、B60 一 种适用于高速CMOS图像传感器中的采样保持电路设计 蔡坤明，丁扣宝 ，罗 豪，韩 雁 (浙江大学微 电子与光电子研究所 ，杭州 310027) 摘 要 ：设计了一种适用于高速CMOS图像传感器中积分器阵列的采样保持电路。在采样保持电路的保持路径中采用一种 抑制衬底偏压效应的T型开关，取代传统的CMOS传输门开关，可以抑制衬底偏压效应带来的阈值变化，保证开关导通电阻 的线性度，同时由于在开关设计中引入了T型结构，减少高速输入下寄生 电容引入的信号馈通效应 ，可以实现更为优化的关 断隔离。基于SMIC(中芯国际)0．13Ixm标准CMOS工艺设计了一个适用于高速采样积分器阵列中的CMOS采样保持电路。 CadenceSpectre仿真结果表明在输入信号达到奈奎斯特频率时，电路信噪失真比(SINAD)达到了85．5dB，无杂散动态范围 (SFDR)达到92．87dB，而功耗仅为 32．8mW。 关键词：图像传感器；衬底偏压抑制T型开关；积分器阵列；采样保持电路 中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1004—1699(2010)07—0963—05 积分器阵列作为 CMOS图像传感器的核心模 采样保持电路作为高速高精度阵列积分器电路 块，主要完成模数转换之前的信号处理功能。积分 中最重要的模块之一，它的设计却是困难的