JSSC 2019第9期Data Converters28nmSAR ADC

A 91-ENOB 6-mW 10-Bit 500-MSs Pipelined-SAR ADC With Current-Mode Residue Proces

本文介绍了一种采用电流模式残差处理技术的流水线-SAR ADC，实现了10位分辨率、500MS/s的转换速率和低功耗。

10位分辨率，500MS/s转换速率，1.0V供电，56.6dB SNDR，21.7fJ/转换步

ADC电流模式流水线-SAR低功耗高速度

▸创新点1：电流模式残差处理技术（方法创新）。该技术通过采用电流模式信号处理替代传统电压模式，显著提高了ADC的转换速度和能效比，实现了500-MS/s的高采样率，同时保持低功耗（6mW）。

▸创新点2：低阻抗信号传输（电路创新）。通过低阻抗信号路径设计，减少了信号传输中的损耗和噪声，提升了ADC的整体性能，特别是在高频操作下的稳定性，支持1.0V低电压供电。

▸创新点3：背景级间失配校准（系统创新）。该技术通过实时校准解决了级间失配问题，显著提高了ADC的动态性能，实现了56.6-dB的SNDR（信噪失真比），优化了整体信号质量。

▸创新点4：开环gm-cell作为残差放大器（电路创新）。采用退化的gm-cell作为开环残差放大器，简化了电路结构并提高了响应速度，同时降低了功耗，为高采样率提供了关键支持。

Abstract

This paper introduces a current-mode residue processing technique in a pipelined-successive-approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC), which extends the operation speed of a single-channel ADC utilizing low- impedance-based signaling. A 10-bit pipelined-SAR ADC with featured building blocks such as a degenerated gm-cell as an open-loop residue ampliﬁer, a switched-current mirror for sample-and-hold (S/H) function, and a split current digital-to- analog converter (DAC) for cu