一种12位100 kS/sR-C混合型SAR ADC

作     者：邹贤婧 吴逸飞 万美琳 ZOU Xianjing;WU Yifei;WAN Meilin

作者机构：湖北大学微电子学院湖北武汉430062 

出 版 物：《微电子学与计算机》 (Microelectronics & Computer)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：75-83页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(62174050) 

主　　题：SAR ADC 比较器 混合型DAC 单调性 采样模式 

摘      要：提出了一种单调性优异的R-C混合型SAR ADC。其高八位DAC采用电阻型结构,低四位DAC采用电容型结构,通过高八位DAC中电阻串分压结构将基准电压进行等分,选择与输入采样信号最接近的电压,再将该电压输入至低四位电容型DAC中进行电荷重分配过程,最终实现12位DAC输出。为减小工艺失配引起的误差,此低四位CDAC仅包括比例为15C:C的两个电容,其中15C电容接高八位电阻型DAC的输出电压,该电压受高八位控制信号D[11:4]影响,而C电容所连接的电压值也由高八位电阻型DAC输出,该电压受高八位与低四位控制信号D[11:0]影响。由于低四位电容型DAC的输入电压只与高八位电阻型DAC输出电压相关,同时电阻型DAC具有较好的单调性,因此只需保证低四位DAC中15C和C之间匹配良好,就可以获得优异的单调性。同时,该SAR ADC兼容差分输入和单端输入模式。基于华虹GRACE 0.11μm CMOS工艺进行设计和实现后,仿真结果表明:在各个工艺角、温度情况下,该SAR ADC的DNL、INL均小于±1 LSB,典型情况下ENOB为11.4 bit,最大功耗不超过600μA,能够适用于中高精度、低成本的应用需求。