一种采用标准数字单元实现的5bit 100MS/s全数字闪烁型模数转换器

薛香艳，周雪荣，叶　凡，任俊彦

(复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室，上海 201203)



一种采用标准数字单元实现的5bit 100MS/s全数字闪烁型模数转换器

薛香艳，周雪荣，叶凡，任俊彦

(复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室，上海 201203)

设计了一种全数字实现的5bit闪烁型模数转换器，该设计的核心思想是通过差分延时链对，将输入的差分模拟信号转换为延时信号，再经过锁存器得到与相应参考电压的比较结果.该数字比较器的参考电压内置于差分延时链对，无需从外部输入.采样保持电路的开关和保持电容也使用数字库中的合适器件代替.该模数转换器完全采用标准数字单元库中的单元搭建而成，与传统实现方法相比，在功耗、面积及设计复杂度上均有了较大程度的改善.电路采用TSMC 65nm工艺设计，核心面积为0.02mm2，在采样频率为100MS/s的情况下，后仿真功耗低达0.6mW，SFDR为37.89dB，ENOB为4.55bit.

闪烁型模数转换器； 全数字模数转换器； 内置参考电压

随着半导体工艺节点的不断降低，由于短沟道效应、漏电流增加等影响，模拟电路在较小尺寸下的工作性能下降明显，相比较而言，因为处理的信号是离散的“0”和“1”，数字电路更能充分利用工艺进步的优势.此外，由于对噪声的不敏感，数字电路相对于模拟电路设计效率更高.传统的模数转换器(Analog-Digital Converter， ADC)主要由模拟电路构成，在功耗、面积及设计复杂度上存在颇多问题，所以全数字模数转换器的研究显得尤为重要.

全数字ADC的设计难点……