Equipe SCEE : Signal, Communication et Electronique Embarquée

Résumé :

Cette étude porte sur la conception d'un Convertisseur Numérique-Analogique 12 bits - 100 Méch/s en technologie CMOS ou BICMOS sans ajustement de composants. Les structures classiques basées sur la commutation de sources à l'aide d'un décodeur thermomètre occupent une surface importante qui limite la vitesse de conversion. Nous proposons une solution basée sur le multiplexage temporel de deux convertisseurs dits "élémentaires" : ceux-ci travaillent à tour de rôle en association avec un multiplexeur qui commute leurs courants vers la sortie (structure sans glitches). Chaque convertisseur élémentaire travaille à une vitesse deux fois plus faible (50 Méch/s) et n'utilise pas de décodeur thermomètre. Les erreurs de linéarité et l'appariement des CNA élémentaires ont été exprimés analytiquement, vérifiés par des simulations de Monte-Carlo. Les sources de courant ont été réalisées à l'aide de miroirs de courant dynamiques selon un nouveau principe de compensation des charges qui permet d'atteindre une précision de 600 ppm à 125 °C avec des capacités de 0,5 pF.

Le multiplexeur simulé en technologie BICMOS présente une précision et une vitesse suffisantes pour un convertisseur 12 bits - 100 Méch/s avec une bande passante supérieure à 50 MHz.

Mots clés : convertisseur numérique-analogique, CNA, CMOS, BICMOS, linéarité, miroir de courant dynamique, multiplexeur analogique.