激光脉冲测距专用CMOS高速高增益读出芯片设计
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 长沙理工大学 物理与电子科学学院, 长沙 410114;2. 柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室, 长沙 410114)

作者简介:

郭晋远(1997-),男,湖南省长沙市人,硕士研究生,研究方向为集成电路设计;

通讯作者:

中图分类号:

TN492

基金项目:

国家自然科学基金项目(61771076);湖南省自然科学基金项目(2020JJ4625).*通信作者:袁剑辉E-mail:wdxyjh@163.com


Design of High Speed and High Gain CMOS Readout Chip for Laser Pulse Ranging
Author:
Affiliation:

(1. School of Physics and Electronic Science, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, CHN;2. Hunan Provincial Key Laboratory of Flexible Electronic Materials Genome Engineering, Changsha 410114, CHN)

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    摘要:

    为进一步实现激光回波脉冲处理电路的高增益、高带宽基本要求,对CMOS集成电路结构设计进行了深入研究:采用改进型RGC跨阻放大器、自动增益控制Cherry-Hooper级联结构、与双端输出源极跟随器分别作为前置放大器、电压宽带放大器与缓冲环节构成激光脉冲信号的接收通路;利用MOS_L等效并联电感峰化技术实现电路带宽拓展。在0.5μm的CMOS工艺条件下,对其电路性能进行了仿真检测。结果表明:该信号处理电路的信号带宽、增益、输入阻抗与输出电压的响应幅度分别为100MHz,141dB,117Ω和1V。最后对其电路提出具体的版图设计与测试方案等。

    Abstract:

    In order to further realize the basic requirements of high gain and high bandwidth of laser echo pulse processing circuit, the structural design of CMOS integrated circuit was deeply studied in this paper. The improved RGC transimpedance amplifier, the cascade structure of automatic gain control Cherry-Hooper, and the two terminal output source follower were used as preamplifier, voltage broadband amplifier and buffer link respectively to form the receiving path of laser pulse signal. The circuit bandwidth expansion was realized by using MOS_L equivalent parallel inductance peaking technology. The circuit performance parameters were simulated and tested under the CMOS process condition of 0.5μm. The results show that the signal bandwidth, DC gain, input impedance and output voltage response amplitude of the signal processing circuit are 100MHz, 141dB, 117Ω and 1V respectively. Finally, the specific layout design and test scheme of the circuit were proposed.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郭晋远,袁剑辉.激光脉冲测距专用CMOS高速高增益读出芯片设计[J].半导体光电,2022,43(6):1130-1135. GUO Jinyuan, YUAN Jianhui. Design of High Speed and High Gain CMOS Readout Chip for Laser Pulse Ranging[J].,2022,43(6):1130-1135.

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  • 收稿日期:2022-06-27
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