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应用于CMOS图像传感器的Pipelined SAR模数转换器设计
  • ISSN号:1000-7180
  • 期刊名称:《微电子学与计算机》
  • 时间:0
  • 分类:TN432[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:清华大学电子工程系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61171001);深圳市知识创新计划项目(JCYJ20140419122040609)
作者: 李臻, 李冬梅
中文摘要:

设计实现一种应用于CMOS图像传感器的10bit模数转换器(ADC),采用基于逐次逼近的新型流水线结构(Pipelined SAR ADC).提出了一种优化选取其中高精度倍增数模转换器(MDAC)和单位电容值的解析方法.通过采用第一级高精度、半增益MDAC和动态比较器等技术提高了整体电路的线性度,并降低了系统功耗.通过对版图面积的优化设计,满足了CMOS图像传感器对芯片面积的要求.本设计基于180nm CMOS工艺,仿真结果显示电路实现了60.37dB的信噪失真比(SNDR)和76.37dB的无杂散动态范围(SFDR),有效精度(ENOB)达到了9.74bit.ADC的核心面积仅为140μmⅹ280μm,约为0.04mm2.在2.8V电压下,功耗为9.8mW.

英文摘要:

This paper presents a novel architecture to achieve a 10 bit pipeline ADC based on SAR technique which is used in a CMOS image sensor. A theoretical analysis is proposed to determine the high resolution MDAC and the suitable value of unit capacitor. The high-resolution first stage, the half-gain MDAC and the dynamic comparator are adopted to improve the linearity and to reduce the power. To satisfy the strict area requirement of CMOS image sensor, the layout is carefully designed. This pipelined SAR ADC is designed and fabricated in SMIC 180 nm CMOS technology. Simulation results show the ADC achieves 60. 37 dB signal to noise distortion ratio (SNDR) and 76.37 dB spurious free dynamic range(SFDR). The effective number of bits (ENOB) achieves 9. 74 bit. The core area is 140μm×280μm, about 0. 04 mm2. The power dissipation is 9. 8 mW in typical case under 2. 8 V supply.

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期刊信息
  • 《微电子学与计算机》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所
  • 主编:李新龙
  • 地址:西安市雁塔区太白南路198号
  • 邮编:710065
  • 邮箱:mc771@163.com
  • 电话:029-82262687
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7180
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1123/TN
  • 邮发代号:52-16
  • 获奖情况:
  • 航天优秀期刊,陕西省优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17909