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JSSC 2009第11期Data Converters0.18微米Flash ADC

A 6-bit 02 V to 09 V Highly Digital Flash ADC With Comparator Redundancy

一种在0.18微米CMOS工艺中实现的6位高数字闪存ADC,采用比较器冗余和可重构性提高线性度。
0.4V电源下最小FOM为125fJ/转换步,ENOB为5.05,400kS/s
ADC模拟数字转换校准低功耗电子超低电压操作
比较器冗余和可重构性:通过引入冗余比较器和动态重构技术,显著提高了ADC的线性度和抗干扰能力,在0.18微米CMOS工艺下实现了5.05位有效分辨率(ENOB),属于系统级创新。
低电压采样开关设计:采用电压提升、堆叠和反馈技术,有效降低了亚阈值区域(200mV)的泄漏电流,使ADC在0.4V电源电压下达到125fJ/转换步的优异能效指标(FOM),属于电路级创新。
数字共模抑制技术:通过IIR滤波器实现全数字化的共模噪声抑制,避免了传统模拟CMRR电路的面积和功耗开销,在400kS/s采样率下保持稳定性,属于方法创新。
亚阈值区比较器阈值调节:提出器件堆叠与输入网络强度的二次方关系模型,证明堆叠比器件宽度缩放更适用于亚阈值比较器阈值调节,为理论创新(见论文第II节推导)。
Abstract
a P . Chandrakasan , Fellow, IEEE Abstract—A 6-bit highly digital flash ADC is implemented in a 0.18 m CMOS process. The ADC operates in the subthreshold regime down to 200 mV and employs comparator redundancy and reconfigurability to improve linearity. The low-voltage sampling switch employs voltage boosting, stacking and feedback to reduce leakage. Common-mode rejection is implemented digitally via an IIR filter. The minimum FOM of the ADC is 125 fJ/conver- sion-step at a 0.4 V supply, where it