一种基于伪C-2C混合结构DAC的低功耗SAR型ADC

作者：都文和; 康嘉浩^*; 潘靖雪; 杨轲; 徐正

来源：微处理机, 2023, 44(03): 6-10.

• 逐次逼近型模数转换器
• 伪C-2C
• 复合单边开关切换策略
• 动态比较器

针对传统SAR ADC电容面积大、功耗高的问题，提出一种基于伪C-2C混合结构DAC的10位低功耗SAR ADC。设计基于SMIC 0.18μm CMOS工艺，采用伪C-2C与权重电容混合结构来降低整个DAC所需的单位电容数和ADC的功耗；使用一种新型的单边开关切换策略来降低DAC的非线性，进一步降低功耗。以栅压自举开关作为采样开关来提高电路线性度；通过无预放大动态比较器保持ADC的静态功耗为零，并对传统的动态比较器进行优化，使其在无预放大的情况下具有较小的输入噪声。采用异步时序逻辑使ADC在低功耗的同时保持较高的转换速率。电路在Cadence平台进行仿真验证，仿真结果表明，DAC电容阵列线性度及比较器精度符合ADC应用需求，整体电路实现逐次逼近功能，在7.7MS/s的采样速率下，平均功耗仅为96μW。

• 单位
  齐齐哈尔大学; 电子工程学院