基于可控非对称动态比较器的1.5比特冗余加速逐次逼近型模数转换器

摘要

本发明属于集成电路技术领域，具体为基于可控非对称动态比较器的1.5比特冗余加速的逐次逼近型模数转换器。本发明提供的模数转换器结构包括两个相同的栅压自举开关，一组对称的N位二进制电容阵列，两个可控非对称动态比较器，一个普通动态比较器和SAR ADC的数字逻辑电路模块。本发明引入1.5比特冗余加速技术，缩短了等待前几位建立完全的时间，加快了模数转换器的转换速率，增加了冗余度，减少误码、失码，提高精度。相比于传统技术，能够大幅度简化电路规模，特别是省略参考电压产生电路，继而降低模数转换器的功耗和面积，迅速变化建立等效参考电压值，加快模数转换器的转换速度，且具有普适性，可以应用于其他0.5比特的应用场景。

主权项

一种基于可控非对称动态比较器的1.5比特冗余加速逐次逼近型模数转换器，其特征在于，其电路包含：两个相同的栅压自举开关(201)，一组对称的N位二进制电容阵列(202)，两个可控非对称动态比较器(205、206)，一个普通动态比较器(207)和SAR ADC的数字逻辑电路模块(208)；其中：栅压自举开关（201）含有一个信号输入端，一个时钟输入端，一个输出端；N位二进制电容阵列(202)中含N组电容，其中，第N组电容值与第N‑1组电容值相等，均为单位电容，从第N‑1组到第一组，电容值二倍等比递增；每一组电容的顶极板互联接两个节点（203、204），每一组电容的底极板接三组传输门开关(210、211)；每个传输门开关（210、211）包含一N型场效应晶体管和一P型场效应晶体管，两者沟道平行排布，两者的漏极端相互连接构成传输门电路的漏极端，源极端相互连接构成传输门电路的源极端，N型场效应晶体管的栅极端构成传输门电路的N栅极端，P型场效应晶体管的栅极端构成传输门电路的P栅极端；每个可控非对称动态比较器（205、206）具有一个正输入端、一负输入端、一个时钟输入端、一正输出端和一负输出端；每个普通动态比较器（207）有两个不分极性的输入端，一个时钟控制端，有两个相对应的输出端；SAR ADC的数字逻辑电路模块（208）包含：时钟产生模块，根据三个比较器的数据流产生时钟信号（222、223）；数字逻辑处理模块，用于产生N位二进制电容阵列（202）底极板电平翻转的逻辑控制信号（220、221）以及寄存器模块存储输出数据码。