SiGe BiCMOS (БиКМОП)

Форум » Дискуссии » SiGe BiCMOS (БиКМОП) » Ответить

SiGe BiCMOS (БиКМОП)

milstar: микросхемы, у которых логические элементы выполнены по КМОП-технологии, а выходные каскады — на биполярных элементах. Это позволяет избежать существенного недостатка схем на КМОП-элементах — больших сквозных токов в момент переключения из нулевого состояния в единичное. Такие токи приводят к возникновению мощных импульсных помех, что ограничивает применение этих микросхем в радиотехнических устройствах. Применение технологии BiCMOS позволяет объединить преимущества как МОП-, так и ТТЛ-технологий, избежав при этом их недостатков. Rad-Hard SiGe ADC, 12-bit, 2 GS/s, IBM 130 nm he full ADC and its constituent IP blocks c an be used to achieve the highest level of performance in many applications including: ■Satellite communication (SATCOM) systems ■Space-based radar ■Medical imaging devices ■Software-defined radio ■Linear power amplifiers ■HIgh-speed data acquisition ■High-speed test and instrumentation equipment ■ High-speed digital signal processing (DSP) system https://www.ridgetopgroup.com/wp-content/uploads/2015/06/PB_RGADC-12B-2G-RH.pdf https://www.ridgetopgroup.com/wp-content/uploads/2015/06/PB_RGADC-14B-3G-RH.pdf Additionally, the ADC conserves valuable power because it uses 77% less power than commercially available ADCs. For maximum flexibility, the ADC provides four configurable pipeline channels and two programmable operation modes: (1) 12-bit (ENOB = 11.0 bits), 3 GS/s, 860 mW; (2) 14-b (ENOB = 12.0 bits), 500 MS/s, 860 mW. e ADC employs an innovative time-interleaved pipeline architecture and is based on the advanced silicon-germanium (SiGe) bipolar complementary metal oxide semiconductor (BiCMOS) General Description ■Time-interleaved pipeline architecture ■500 MS/s to 3 GS/s sampling speed ■12-14 bits resolution, programmable (11-12 bits ENOB) ■SiGe BiCMOS technology ■ Uses 77% less power than commercially available ADCs technology, providing an effective number of bits more than 2 bits higher (ENOB = 11.0 bits) than the best commercially available 3 GS/s ADC. ############################# https://www.ridgetopgroup.com/wp-content/uploads/2015/06/PB_RGADC-14B-3G-RH.pdf

Ответов - 48, стр: 1 2 3 All

milstar: http://www.syntezmicro.ru/uploads/files/pub/Article20.pdf

milstar: AD9467 16 bit ,250 msps 95 dBFS SFDR to 170 MHz at 250 MSPS (@ −1 dBFS) at 2.0 V p-p FS The device is fabricated on .18 silicon germanium BiCMOS, 75.5 dBFS SNR to 170 MHz at 250 MSPS @ 2.5 V p-p FS 74 dBFS SNR to 170 MHz at 250 MSPS @ 2.0 V p-p FS https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1316298 https://landandmaritimeapps.dla.mil/Downloads/MilSpec/Vid/V6216611.pdf

milstar: http://microelectronics.esa.int/amicsa/2006/5.2.bellin.pdf 10bit 2.2 GSPS SiGE

milstar: Radiation Hardened Digital to Analog Converter https://sbirsource.com/sbir/awards/160646-radiation-hardened-digital-to-analog-converter

milstar: Динамический диапазон радара AN/FPQ программы Аполлон более 120 дб Антенна 8.8 метра диаметром C band 5.4-5.9 Ghz 4.8 квт средней мощности,3 мегаватта импульсной мощности промежуточная частота-30 мегагерц, полоса сигнала -1.6 мегагерц Дальность более 60 000 километров при разрешении +- 2 метра http://en.wikipedia.org/wiki/AN/FPQ-6 http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19680003409_1968003409.pdf ########## 37 metr Dish Lincoln laboratory radar The three radar intermediate-frequency inputs to the A/D board are 20 MHz bandwidth centered at 10 MHz, and are thus sampled with a 40 MHz clock http://www.ll.mit.edu/publications/journal/pdf/vol21_no1/21_1_7_Eshbaugh.pdf FIGURE 16. Single-channel radar channel processing performed by DPCS for a typical stretch waveform. --- The SPS-48E radar (Fig. 1) uses a triple conversion receiver. The system is wideband until the second intermediate frequency (IF) conversion, where the individual beams are bandpass filtered and separated. Since three beams are used in the DMTI, there are three coherent oscillator frequencies (one for each beam) in the final conversion of the receiver (final IF is about 1.5 MHz). A single analog-to-digital (A/D) converter is used for each beam. In-phase and quadrature (I/Q) data are developed based on samples that are spaced at multiples of 90° at the IF frequency. The interpolation filter develops the I/Q estimates from A/D samples http://techdigest.jhuapl.edu/TD/td1803/roul.pdf The AN/SPS-48G is a long-range, three-dimensional (3D), air search radar that is progressively being installed on CVN, LHA, LHD and LPD classes of ships, replacing the AN/SPS-48E. The program of record is to backfit the existing AN/SPS-48E population with the AN/SPS-48G variant from 2011 through 2021, and to keep this system operational through the year 2050. As of the end of 2016, the AN/SPS-48G is already installed or in the process of installation aboard CVNs 68-72, CVNs 74-76, LHDs 1-3, LHD 7, LHA 7 and LPDs 26-27. The AN/SPS-48G is used to provide full volumetric detection data for the Ship Self Defense System (SSDS) via the Cooperative Engagement Capability (CEC) or the SYS-2 tracker; Air Intercept Control; Anti-Ship Cruise Missile detection including low elevation and high diver targets; backup aircraft marshalling; and the new Hazardous Weather Detection and Display Capability. http://www.navy.mil/navydata/fact_display.asp?cid=2100&tid=1250&ct=2

milstar: http://www.wirelessinnovation.org/assets/Proceedings/2012Europe/2012-europe-a-4.1.3-ulbricht-presentation.pdf Analog-to-Digital Conversion – the Bottleneck

milstar: 14 bit BicMos SFDR 100 dbc 70 mhz 2006 https://ieeexplore.ieee.org/document/1683906/ It has been demonstrated that removing the front-end S/H and sampling the analog input signal directly with the first pipeline stage has major advantages in terms of linearity, noise and power. A switching n-p-n follower input buffer reduces the effects of charge injection. The combination of a factory calibration and capacitor shuffling linearizes the capacitor mismatch errors in the pipeline. The strategic use of bipolar devices enhances circuit speed over a MOS only version.

milstar: While SNR, or an aggregate noise-and-distortion measure such as SNDR, is a sufficient measure of ADC performance for some applications, there are other applications where non-linear distortion is independently specified. Such applications include high-end audio and many wireless communication systems. Wireless communication systems often need to cope with the presence of a strong interferer in the form of a neighboring channel or carrier, while correctly interpreting a weak signal of interest. Without a sufficiently linear signal path, the interfering signal will generate harmonics or intermodulation products that may completely block the in-channel signal. The evolution of ADC linearity is therefore as important as the noise and ENOB evolution. https://converterpassion.wordpress.com/2012/08/12/adc-performance-evolution-linearity-sfdr/

milstar: SFDR is generally much greater than the ADC's theoretical N-bit SNR (6.02 N + 1.76 dB). For example, the AD9042 is a 12-bit ADC with an SFDR of 80 dBc and a typical SNR of 65 dBc (theoretical SNR is 74 dB). This is because there is a fundamental distinction between noise and distortion measurements. The process gain of the FFT (33 dB for a 4096-point FFT) allows frequency spurs well below the noise floor to be observed. Adding extra resolution to an ADC may serve to increase its SNR but may or may not increase its SFDR. https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1275439

milstar: http://www.electronics.ru/journal/article/4768 Агентством по перспективным исследованиям Министерства обороны США были приняты программы на период 2003–2014 годов по развитию SiGe ГБТ с fт до 350 ГГц для аналого-цифровых SiGe БиКМОП МИС с частотами ~10 ГГц В 2006 году работы по созданию отечественных SiGe БиКМОП-микросхем были начаты в ОАО "НИИМА "Прогресс" – центре проектирования СБИС, а впоследствии также в ОАО "НИИМЭ и Микрон", ОАО "НПП "Пульсар", ЗАО "ПКК "Миландр" и др. На первом этапе освоения методологии проектирования SiGe БиКМОП СВЧ-микросхем в диапазоне частот до 2 ГГц микросхемы, разработанные ОАО "НИИМА "Прогресс", изготавливались в компании IHP Microelectronics (Германия) по технологии SGB25V [3]. Сейчас разработки ориентированы в основном на отечественную технологическую базу: компания "НИИМЭ и Микрон" встроила SiGe ГБТ в существующую на предприятии 0,18 мкм КМОП цифровую технологию, при этом характеристики созданной SiGe БиКМОП технологии близки по значениям к технологии SGB25V [12]. Сегодня отечественные СВЧ и ВЧ приемо-пере-дающие тракты строятся преимущественно на основе универсальных GaAs и SiGe зарубежных микросхем общего применения малой и средней степени интеграции (усилители, смесители, модуляторы/демодуляторы, синтезаторы частот и др.). Эта тенденция, очевидно, сохранится и при планировании работ в рамках импортозамещения. При разработке SiGe МИС компания "НИИМА "Прогресс" ориентировалась на следующие направления СВЧ-аппаратуры: приемо-передающие тракты аппаратуры связи, навигации, цифрового телевидения диапазона частот до 6 ГГц; приемо-передающие тракты радиолокационной аппаратуры АФАР (диапазон частот до 10–18 ГГц). В рамках первого направления микросхемы на основе SiGe БиКМОП 0,18 мкм технологии предпочтительны при построении высококачественных трактов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) по сравнению с технологией аналогового 0,18 мкм КМОП-процесса ( Компания "НИИМА "Прогресс" проектирует различные типы SiGe СВЧ-микросхем, которые разделяются на два основных класса (общего применения и специализированные микросхемы высокой степени интеграции), а также СФ-блоки, как самостоятельное направление поддержки и развития перспективных разработок (рис.1). Микросхемы каждого типа имеют несколько модификаций, которые различаются по функциональной сложности и параметрам. Приведем несколько примеров: • малошумящие усилители, которые различаются, в первую очередь, диапазоном частот (от 1 до 10 ГГц), уровнем шума (от 1,3 до 3,5 дБ), потребляемым током (от 6 до 30 мА), структурой (например, наличием схемы типа активный балун на входе, возможностью регулировки усиления и др.); • смесители (СМ) в диапазоне частот 2–12 ГГц, которые различаются уровнем шума, динамическим диапазоном и схемотехническим построением входных и выходных каскадов; • генераторы, управляемые напряжением (ГУН), для различных диапазонов частот до 12 ГГц с уровнем фазового шума –85...–96 дБн/Гц (при отстройке 100 кГц); • фазовращатели на шесть разрядов, различные по принципу построения (векторные с управлением током смещения от собственного цифроаналогового преобразователя или на основе переключения LC-звеньев фильтров) и диапазону частот (L, S, C, X) [14]; • аттенюаторы активного (с усилением) и пассивного типа для диапазонов частот до 10 ГГц, на пять или шесть разрядов, с шагом 0,5–1 дБ; • квадратурные модуляторы, которые различаются диапазонами частот (0,8–2,7 ГГц и 0,1–6 ГГц) и токами потребления; • квадратурные демодуляторы для диапазонов частот 0,8–2,7 ГГц, 0,7–3,8 ГГц и 0,1–6 ГГц, различные по структуре (наличие дополнительных каскадов умножителей, I- и Q-усилителей с регулировкой усиления); • синтезаторы частот – функционально законченные системы на основе ФАПЧ, различные по структуре (наличие ГУН, целочисленный или дробный) и диапазону частот до 10 ГГц, включают также отдельные фрагменты синтезаторов, например предварительные делители частоты для диапазона 12–18 ГГц на основе SiGe ГБТ; • программируемые фильтры нижних частот (ФНЧ) и полосовые фильтры (ПФ), синтезированные заменой индуктивностей пассивных прототипов гираторными эквивалентами на основе преобразователей напряжение-ток; изменение частотных характеристик фильтров выполняется цифро-аналоговым преобразователем, предусмотрена система стабилизации частотных характеристик на основе системы ФАПЧ и дополнительного опорного ФНЧ; • ключи и переключатели на МОП-транзисторах с частотой до 10 ГГц и динамическим диапазоном до 20 дБм; • АЦП с тактовой частотой до 1 ГГц и разрядностью 8 бит; • ЦАП с тактовой частотой до 1,5 ГГц и разрядностью 14 бит. Компания "НИИМА "Прогресс" разработала и поставляет для проведения исследований в аппаратуре комплект СВЧ SiGe БиКМОП микросхем общего применения, среди них можно выделить наиболее востребованные (полная номенклатура МИС и их характеристики приведены на сайте предприятия www.mri-progress.ru): • малошумящий усилитель К1366УВ1У (диапазон частот до 2 ГГц, коэффициент шума 1,8 дБ, потребляемый ток 5 мА), который по потребляемой мощности существенно ниже МШУ на полевых транзисторах аналогичного частотного диапазона; • смеситель 1327ПС1У (0,05–2 ГГц), построенный по "классической" схеме двойного балансного перемножителя, по своим электрическим характеристикам соответствует аналогу AD8342 фирмы Analog Devices; • усилитель промежуточной частоты 1327УР1У – по характеристике "площадь усиления" (произведение граничной частоты равной 1600 МГц на коэффициент усиления Кu = 55 дБ) не имеет аналогов среди отечественных микросхем; • квадратурный модулятор 1327МА015 и демодулятор 1327МВ015 (зарубежные аналоги, соответственно, ADL5375 и ADL5380 фирмы Analog Devices) в наибольшей степени используют преимущества SiGe-технологии в части идентичности параметров компонентов при обработке I- и Q-сигналов; этот тип микросхем является основой приемо-передающих СВЧ-радиотрактов диапазона частот 100–6000 МГц и вызывает особый интерес у разработчиков РЭА; • синтезаторы частот на основе системы ФАПЧ К1367ПЛ1У, К1367ПЛ2У, К1367ПЛ3У для диапазонов частот 500–6000 МГц, различные по структуре (соответственно целочисленный, дробный, целочисленный с внутренним ГУН); • фазовращатель 1338ХК6У, предназначенный для использования в частотном диапазоне до 1,6 ГГц, построен по векторной схеме сложения ортогональных сигналов с заданной амплитудой, чем обеспечивается высокая точность задания фазы сигнала; • аттенюатор 1338ХК8У для использования в частотном диапазоне до 2 ГГц, схемотехнически построен с использованием последовательно-параллельных дифференциальных пассивных звеньев делителя; после первого звена аттенюации на 0, 8, 16 или 24 дБ сигнал усиливается, что позволяет обеспечить прием-лемый коэффициент шума для малого сигнала, сохраняя возможность работы в широком динамическом диапазоне; МИС включает также схему цифрового управления; • синтезатор частот прямого преобразования 1367МН015 с частотой преобразования 1,2 ГГц (DDS) [15] (функциональный аналог микросхемы AD9912) содержит: входной буфер, аккумулятор частоты и фазы, таблицы коэффициентов преобразования и 12-разрядный ЦАП. http://www.electronics.ru/files/article_pdf/4/article_4768_220.pdf

milstar: This paper describes the design of a high-speed 8-bit Analog to digital converter (ADC) used in direct IF sampling receivers for satellite communication systems in a 0.25 μm, 190 GHz SiGe BiCMOS process. A high resolution front-end track-and-hold amplifier (THA), a low impedance reference and interpolation resistive ladder and high resolution comparators enable the ADC to achieve good performance for input frequencies of up to one-quarter of the sampling rate. The final post layout simulated system features an ENOB of 7.2-bits at an input frequency of 3.125 GHz and a sampling rate of 12.5 GS/s with a FOM of 12.9 pJ per conversion. Both DNL and INL are within 0.5 and 1 LSB, respectively Fig. 3 Folding interpolating ADC architecture https://link.springer.com/article/10.1007/s10470-009-9422-7

milstar: https://www.st.com/content/st_com/en/about/innovation---technology/BiCMOS.html 0.055 mkm SiGE Bicmos

milstar: Сейчас разработки ориентированы в основном на отечественную технологическую базу: компания "НИИМЭ и Микрон" встроила SiGe ГБТ в существующую на предприятии 0,18 мкм КМОП цифровую технологию, при этом характеристики созданной SiGe БиКМОП технологии близки по значениям к технологии SGB25V [ http://www.electronics.ru/journal/article/4768

milstar: The TADF-4300 module supports sampling in the 2nd nyquist zone, to analyze signals up to 8 GHz and provides sub-30 ns latency for the ADC and sub 10ns for the DAC. Spurious Free Dynamic Range varies over frequency, and is >58 dB up to 3 GHz and decreases to 45 dB from 3 GHz to 6 GHz signal input frequency. ENOB varies linearly from 7.2 at low frequency, 6.5 at 3 GHz and 6.2 at 6 GHz. https://www.embedded.com/curtiss-wright-launches-high-bandwidth-high-resolution-platform-for-drfm-in-defense-and-aerospace/ https://www.curtisswrightds.com/products/cots-boards/fpga-cards/6u-fpga-processors/champ-wb.html

milstar: High dynamic range over broad signal bandwidth enables software-defined radios for use with multiple standards, such as LTE/W-CDMA, MC-GSM (class 1) and CDMA. 75.5 dBFS SNR to 170 MHz at 250 MSPS @ 2.5 V p-p FS 74 dBFS SNR to 170 MHz at 250 MSPS @ 2.0 V p-p FS 90 dBFS SFDR to 300 MHz at 250 MSPS (@ −1 dBFS) at 2.5 V p-p FS 95 dBFS SFDR to 170 MHz at 250 MSPS (@ −1 dBFS) at 2.0 V p-p FS 100 dBFS SFDR at 100 MHz at 160 MSPS (@ −1 dBFS) 60 fs rms Jitter “This is a breakthrough device. It’s pushing the state of art,” Jon Hall, ADI’s strategic marketing and applications manager for high-speed converters, said in an interview. The performance and power gains came thanks to a process shift rather than a process shrink. The device is fabricated on .18 silicon germanium BiCMOS, ######################################## where similar earlier devices were in CMOS. It also helps overcome the so-called near-far problem, in which a stronger signal that has captured a receiver makes it impossible to detect weaker signals. Better ADC resolution can resolve this problem by making it easier to detect weaker signals. Availability : Sampling now; production volumes scheduled for November. Pricing : $120 (250 MSPS); $100 (200 MSPS). Evaluation boards are available as well (see chart below ).

milstar: https://www.ab4oj.com/test/docs/16bit_npr.pdf

milstar: The TADF-4300 module supports sampling in the 2nd nyquist zone, to analyze signals up to 8 GHz and provides sub-30 ns latency for the ADC and sub 10ns for the DAC. Spurious Free Dynamic Range varies over frequency, and is >58 dB up to 3 GHz and decreases to 45 dB from 3 GHz to 6 GHz signal input frequency. ENOB varies linearly from 7.2 at low frequency, 6.5 at 3 GHz and 6.2 at 6 GHz. http://vita.mil-embedded.com/news/curtiss-wright-electronic-warfare-applications/

milstar: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/5/article_5496_24.pdf

milstar: esides, the 0.18μm SiGe BiCMOS technology is costefficient and beneficial for special applications in low-volume manufacturing. In general, according toapplication requirements and cost considerations, the F&I ADC based on SiGe BiCMOS technology isan attractive choice.In this paper, a prototype of a two-channel time-interleaved 5 GS/s 8-bit F&I ADC fabricated in0.18μm SiGe BiCMOS technology has been demonstrated. An open loop track-and-hold amplifier withenhanced linearity is designed to meet the dynamic specifications. he proposed ADC is based on two-channel time-interleaved architecture, and each sub-ADCadopts a two-stage cascaded folding and interpolating topology of radix-4, that is, both the foldingfactor (FF) and interpolating factor (IF) are equal to 4, as shown in Figure Electronics2019,8, 2533 of 14The ADC supports three operating modes, including a single-channel mode in which twoidentical sub-ADCs work in an interleaving manner with an equivalent sampling frequency of 5 GS/s,a dual-channel mode with two sub-ADCs that run independently at 2.5 GS/s, and a self-calibrationmode for compensating the inter-channel mismatches automatically on-chip. Electronics2019,8, 253 After calibration, the SFDR improved from 34.73 dB to 53.52 dB, and the ENOB from 5.45 bit to 6.97 bit.Electronics 2019, 8, x FOR PEER REVIEW 11 of 14 The static performance of DNL and INL is shown in Figure 13. The measured DNL and INL were -0.31/+0.23 LSB and -0.68/+0.68 LSB, respectively. Figure 13. Measured differential nonlinearity (DNL) and integral nonlinearity (INL). The calibration effectiveness is illustrated in Figure 14, where the output fast Fourier transform (FFT) spectrums before and after calibration at 110.3 MHz input frequency are shown. Before calibration, the ADC performance was limited mainly by the mismatches rather than harmonic distortion (HD). After calibration, the SFDR improved from 34.73 dB to 53.52 dB, and the ENOB from 5.45 bit to 6.97 bit. [Search domain www.mdpi.com/2079-9292/8/2/253/pdf] https://www.mdpi.com/2079-9292/8/2/253/pdf

milstar: http://cdn.teledynelecroy.com/files/whitepapers/technologies-for-very-high-bandwidth-real-time-oscilloscopes.pdf

полная версия страницы