Untersuchungen an GaAs-HEMT-Analogkomponenten für überabtastende Analog/Digital-Umsetzer mit hoher Geschwindigkeit

Es wurden die statistische Charakterisierung und Realisierbarkeit von Analogkomponenten für genaue und schnelle Digital/Analog- und Analog/Digital-Umsetzer auf der Basis von GaAs-HEMT-Transistoren untersucht. Mittels des Raython-Modells wurden die Transistorparameter und ihre Schwankungen und Korrelationen gemessen. Auf der Basis dieser Parameter wurden an einem 8 bit D/A-Umsetzer und dem implementierten Komparator eine analytische Charakterisierung und Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt. Dies hat gezeigt, daß die erreichbare Genauigkeit von D/A- und A/D-Umsetzern in dieser Technologie 7,0 bzw. 6,0 bits nicht übersteigen kann. Um eine höhere Auflösung zu erhalten, wurde ein Delta-Sigma-A/D-Umsetzer zweiter Ordnung in einer 0,5 mu m GaAs-HEMT-Technologie entworfen und implementiert. Analoge Komponenten wie getakteter Komparator, Operationsverstärker, D/A-Umsetzer und Modulatoren wurden untersucht. Durch die Simulation wurde gezeigt, daß der implementierte Delta-Sigma-Modulator einen d ynamischen Bereich von 60 dB und einen maximalen Signal/Rausch-Abstand von 55 dB bei einer Umsetzrate bis 5 MHz erreichen kann, wobei die Taktfrequenz 500 MHz beträgt.