Improving Linearity in CMOS Phase Interpolators

线性 微分非线性 CMOS芯片 抖动 电压 占空比 材料科学 物理 电气工程 电子工程 光电子学 工程类
作者
Amit Kumar Mishra,Yifei Li,Pawan Agarwal,Sudip Shekhar
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:58 (6): 1623-1635 被引量:2
标识
DOI:10.1109/jssc.2023.3243305
摘要

We compare the prior art in phase interpolators (PIs), classifying them as current-mode, voltage-mode, and integrating-mode PI. Next, we present an integrating-mode PI where the voltage slopes with high phase linearity are generated through the integration of phase-shifted weighted current sources. The constant and variable voltage slopes are generated by current sources/sinks created using stacked devices in a 0.75-V 5-nm finFET technology. This PI technique supports the high-speed and low-power operation and achieves dual-edge interpolation with improved duty-cycle distortion characteristics. The PI generates an output clock with 9 bits of resolution and a small peak-to-peak integral nonlinearity (INLpp) and peak-to-peak differential nonlinearity (DNLpp) of 2.4° and 1.4°, respectively, at 13.3 GHz with just quadrature clock inputs. The PI has a 71-fsrms random jitter (integrated from 3 MHz to 3 GHz) and occupies an active area of 0.006 mm2 while consuming 6-mW power at 14 GHz. An integrated rotation spur of −42.6 dBc for 256-ppm modulation at 13.3-GHz operating frequency is achieved for 1-GHz update rate for the dynamic linearity measurements.
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