本课题的目的是设计一个12位中速数模转换器(DAC)的IC芯片,设计要求转换速度为40K/Hz,INL为±1/2LSB,DNL为1LSB。随着计算机技术、多媒体技术、信号处理技术、微电子技术的迅速发展,先进的电子系统不断涌现,在现代先进的电子系统前端和后端都将应用数模转换器。近年来,数模转换器的市场呈稳步增长的发展趋势,在现代军、民用电子系统中均显示出其重要地位。根据设计要求,在比较了众多数模转换器的结构以后,本课题决定采用电压型R-2R梯形网络结构的数模转换器,因其结构相对比较简单,设计上难度相对不大。采用串行输入,符合中速的要求,而电压型输出也能满足大多数应用电路的需求。数模转换器内部电路既包括R-2R梯形网络、输出缓冲运算放大器等模拟电路,也包括了控制逻辑电路、串行移位寄存器、DAC寄存器等数字电路,因此属于数模混合电路。故本设计应用了Cadence公司的一系列数模混合设计工具,采用了如下的设计流程:先进行原理图输入设计,到全定制版图设计,然后进行版图规则验证(DRC)、版图元器件和寄生参数提取(Extract)、版图对照电路(LVS),最后进行了后期仿真验证。提出了电压型R-2R梯形网络DAC线性误差的分析方法,结合该方法得出了如何设计R-2R网络中各位开关管的尺寸和比例关系,以及如何分析由R-2R网络中各个R电阻的相对偏差所导致的输出线性误差。本设计采用了XFAB公司的0.6μm双阱、双多晶硅和双金属的5V BiCMOS工艺,芯片共有8个管脚,芯片面积为1.2×1.3=1.56 mm~2。仿真得到的微分线性误差和积分线性误差分别为0.8LSB和0.5LSB,建立时间为16μs。