A 10-bit 10-MS/s 0.18-㎛ CMOS Asynchronous SAR ADC with split-capacitor based differential DAC

This paper describes a 10-bit 10-MS/s asynchronous successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) using a split-capacitor-based differential digital-to-analog converter (DAC). SAR logic and comparator are asynchronously operated to increase the sampling frequency. The time-domain comparator with an offset calibration technique is used to achieve a high resolution. The proposed 10-bit 10-MS/s asynchronous SAR ADC with the area of $140{\times}420{\mu}m^2$ is fabricated using a 0.18-${\mu}m$ CMOS process. Its power consumption is 1.19 mW at 1.8 V supply. The measured SNDR is 49.95 dB for the analog input frequency of 101 kHz. The DNL and INL are +0.57/-0.67 and +1.73/-1.58, respectively.

분할-커패시터 기반의 차동 디지털-아날로그 변환기를 가진 10-bit 10-MS/s 0.18-㎛ CMOS 비동기 축차근사형 아날로그-디지털 변환기

본 논문은 분할-커패시터 기반의 차동 디지털-아날로그 변환기 (DAC: digital-to-analog converter)를 이용하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 (SAR: successive approximation register) 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)를 제안한다. 샘플링 주파수를 증가시키기 위해 SAR 로직과 비교기는 비동기로 동작을 한다. 또한 높은 해상도를 구현하기 위해 오프셋 보정기법이 적용된 시간-도메인 비교기를 사용한다. 제안하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 아날로그-디지털 변환기는 0.18-${\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되며 면적은 $140{\times}420{\mu}m^2$이다. 1.8 V의 공급전압에서 전력소모는 1.19 mW이다. 101 kHz 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 49.95 dB이며, DNL과 INL은 각각 +0.57/-0.67, +1.73/-1.58이다.