一种性能指标可配置的SAR ADC的设计与实现

作者：居水荣; 谢亚伟; 王津飞; 朱樟明

来源：半导体技术, 2019, 44(05): 335-348.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2019.05.003

• 模数转换器(ADC)
• 逐次逼近寄存器(SAR)
• 低功耗
• 分辨率可配置
• 电源电压可变

提出了一种分辨率、电源电压等性能指标可配置的逐次逼近寄存器型(SAR)模数转换器(ADC)的设计思想和实现方式。分析了SAR ADC的采样速率、精度、功耗和能量效率等主要性能指标之间的关系,提出了性能参数可配置SAR ADC的设计构想。介绍了性能指标可配置SAR ADC的实现方式,包括分辨率的配置、采样速率的可变以及电源电压的可调等。基于0.18μm CMOS工艺完成了ADC的版图设计、工艺加工和性能参数测试,ADC核心部分芯片面积仅为360μm×550μm。测试结果表明,SAR ADC的分辨率为6～10 bit、电源电压为0.5～0.9 V,在10 bit模式以及0.5 V电源电压下,该SAR ADC信噪失真比(SNDR)和无杂散动态范围(SFDR)分别可达到56.36 dB和67.96 dB,采样速率可达到2 MS/s,能量效率优值(FOM)为20.6 fJ/conversion-step。

• 单位
  西安电子科技大学; 江苏信息职业技术学院