Buffer优化 秦家军 2014/11/4.

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1 Buffer优化 秦家军 2014/11/4

2 Buffer的优化 V_temp处的电压跳变会耦合到V_hold上 V_temp的电压由上一次采样值确定
对于相同的V_hold，由于V_temp不同，导致最终Vout不相同，无法被刻度。 V_temp处的电压跳变会耦合到V_hold上 V_temp的电压在读开关断开期间被拉到固定电平 对于相同的V_hold，V_temp相同，最终Vout相同，可以被刻度 复位时序和读开关（ramp）互补 2018/11/27

3 输入三段阶跃的信号，阶跃的幅度分别为V1、V2和V3，宽度均为200 ns。
优化后Buffer的验证 V3 V2 input V1 write 输入三段阶跃的信号，阶跃的幅度分别为V1、V2和V3，宽度均为200 ns。 固定V1=500 mV，V3=900 mV，改变V2的电压大小，仿真第三次读出的电压值。 read V_hold output V2/V 0.3 0.7 0.9 1.2 Vout_old/V 1.3719 1.3534 1.3449 1.3409 Vout_new/V 1.3699 加入复位开关之前，对于相同的V3，由于V2的不同使得V3对应的输出有 超过10 mV的偏差，加入复位开关后，问题得到了很好的解决。 2018/11/27

4 输入不同频率的正弦波，仿真修正前后的有效位
优化后Buffer的验证 工作电流：2 uA 固定电平：900 mV 镜像管：1u/4u，2u/4u 输入管：10u/0.18u 开关管：1u/0.18u，1u/0.18u Y=1.0424x %<INL<0.2838% 输入不同频率的正弦波，仿真修正前后的有效位 F/MHz 23 54 101 164 210 ENOB 7.6370 7.6726 7.6696 7.6649 7.6630 ENOB_cal 1、不加复位开关，修正前后都是不超过 8bit，（修正没有作用） 2、相对于源极跟随器，同一频率下，有效位有约1.2 bit的提升 2018/11/27

5 优化后Buffer的验证 buffer + ncomp SF + ncomp
从仿真结果可以看出，增加复位开关后，Buffer和comparator联合仿真的结果要明显好于Source Follower + comparator 的结果。 2018/11/27

6 ... 复位开关带来的问题 vtt_255 vtt_0 r_255 r_0 = 3 Ω 复位电平的选取 V_temp
复位开关是同时动作的，在闭合的瞬间，每个开关都会有电流流经，寄生电阻上有压降，导致每个cell复位到的vtt不相同。 流过开关的电流要尽量恒定，尽量小。 复位电平的选取 输入管：源极 VTT 漏极 GND 栅极 V_hold，所以如果VTT取值较大，当保持到的电压又较小时，输入管导通，就会有比较大的电流产生，造成VTT较大的偏差。 VTT=0可以保证输入管的截止。 但这会使得读开关闭合时，V_temp处电压有很大跳变，V_hold跳变相应增加，输出电压增加 V_temp 输出0.449~1.517 V 2018/11/27

7 复位开关带来的问题 电流镜像的调整 V_bias out V_bias out V_bias
Read SW闭合前，out = 1.8 V，闭合瞬间，out跳变到输出值，V_bias跟随跳变，由于V_bias处256cell相连，寄生电容很大，共同的I_bias只有1 uA，所以V_bias恢复到正常的工作电压需要很长时间。 V_bias：低->高 Id : 大->小 out：高->低 out V_bias 2018/11/27

8 仿真 F/MHz 101 210 ENOB 6.9069 6.9087 ENOB_cal 2018/11/27