数模转换器(DAC)用于将数字信号转换为模拟信号,广泛应用在通信及音视频处理系统。由于系统不断提高的处理速度和精度要求,使得数模转换器必须实现更快的转换速度和更高的转换精度,成为系统设计的瓶颈。随着便携技术的发展,手机、笔记本等便携设备迅速推广,而便携设备首先要解决功耗问题,这要求便携设备应用的数模转换器应具有较低的功耗。以上因素要求设计出高精度、高带宽和低功耗的数模转换器,采用降低电源电压的方法可以有效降低芯片功耗,但同时会减小带宽,为此低功耗DAC的设计目的主要是解决功耗与性能之间的矛盾,本文重点研究0.8V 8位50MS/S CMOS DAC的设计方法。本文首先概括介绍了数模转换器(DAC)的国内外动态,研究了DAC的基本原理和结构,并对几种典型的DAC结构进行了详细分析。通过对DAC结构的比较,决定采用分段式电流舵结构,其中高5位采用温度计码,低3位采用二进制译码。通过对低压低功耗集成电路设计技术的分析,着重设计了一个基于衬底驱动技术的CMOS带隙基准电压源,其带有提高电源抑制比电路和启动电路。仿真结果表明,该电路不仅具有良好的温度线性度,还具有高电源抑制比,满足本文DAC的设计要求。另外,还给出了实际的电压-电流转换、开关、偏置等典型单元电路的设计方案。采用本文设计的系统结构和基本单元子电路,可以使得DAC的采样频率达到50MS/S。在提高转换精度和速度的前提下,分段式电流舵的结构可以明显减小芯片的面积和功耗。