一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，属于模拟电路设计技术领域，包括采样保持电路、比较器、数模转换器、逐次逼近寄存器及数字纠错电路；所述模数转换器采用全差分结构，输入信号经过采样保持电路输出给电容阵列顶级板同时接入比较器输入端，比较器输出端与逐次逼近寄存器相连，逐次逼近寄存器根据比较器结果控制电容阵列并将其存储，输出给数字纠错电路，得到最终的二进制输出。本发明专利技术将电容阵列分为三段电容阵列，其中每一段电容阵列均采用非二进制冗余电容架构设计，对于电路的不完全建立、参考电压的抖动与噪声及动态比较器的亚稳态导致的比较错误有一定程度的容忍。还采用了动态比较器，没有静态电流，有效降低了整体电路的功耗。

A high precision array analog-to-digital converter for CMOS image sensors

High precision analog-to-digital converter array of the invention discloses a method for CMOS image sensor, which belongs to the technical field of analog circuit design, including sampling circuit, comparator, DAC, successive approximation register and digital correction circuit; the analog-to-digital converter uses a fully differential structure, input signal through the sample and hold circuit to output capacitance at the same time top plate array access comparator input, the output end of the comparator is connected with successive approximation register, successive approximation register according to the comparator control capacitor array and its storage, output to the digital correction circuit, get the final binary output. In the invention, the capacitor array is divided into three segments capacitor array, each segment of the capacitor array using non redundant binary capacitor architecture design for circuit is not fully established, metastable jitter and noise and dynamic comparator reference voltage due to the comparison of errors have a certain degree of tolerance. The dynamic comparator is adopted, and no static current is used to reduce the power consumption of the whole circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器
本专利技术属于模拟电路设计
，具体涉及一种应用于CMOS图像传感器的阵列逐次逼近式模数转换器。
技术介绍
随着CMOS技术的飞速发展，各种系统对模数转换器的要求也越来越高。目前ADC的发展趋势主要有以下两个方向:1、向低功耗，面积小方向发展随着集成电路的规模越来越大，功耗成为了各个性能类似的芯片比较的重要指标。对着CMOS技术的发展，CMOS的工艺不断进步，从几um下降到现在的几十nm，同时各个模块所要求的供电电压也在不断地降低。通过电源休眠工作方式，低电压等措施核技术，不断的改进功耗。这些都非常符合现在便携式电子设备的要求。2、向高性能方向发展通过新型的电路结构设计，结合现在不断进步的工艺，补偿等技术，ADC的性能也不断地被提高，向着高速、高精度方向发展。其中，逐次逼近式模数转换器(SARADC)是一种中高精度和中等速度的模数转换器，优点是面积小、功耗低、速度快等，常被应用于雷达、通信、图像传感等领域。逐次逼近式模数转换器(SARADC)通常采用电荷重分配型结构，由于电容型逐次逼近式模数转换器的单位电容总量与模数转换器(AD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，其特征在于，包括采样保持电路、比较器、数模转换器、逐次逼近寄存器及数字纠错电路；所述模数转换器采用全差分结构，输入信号经过采样保持电路输出给电容阵列顶级板同时接入比较器输入端，比较器输出端与逐次逼近寄存器相连，逐次逼近寄存器根据比较器结果控制电容阵列并将其存储，输出给数字纠错电路，得到最终的二进制输出。

【技术特征摘要】
1.一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，其特征在于，包括采样保持电路、比较器、数模转换器、逐次逼近寄存器及数字纠错电路；所述模数转换器采用全差分结构，输入信号经过采样保持电路输出给电容阵列顶级板同时接入比较器输入端，比较器输出端与逐次逼近寄存器相连，逐次逼近寄存器根据比较器结果控制电容阵列并将其存储，输出给数字纠错电路，得到最终的二进制输出。2.如权利要求1所述的一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，其特征在于，所述的模数转换器采用基于电荷重分配原理的分段式电容架构，将模数转换器电容阵列分为三段，通过桥接电容进行连接。3.如权利要求2所述的一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，其特征在于，所述的每一段模数转换器电容阵列均采用非二进制的冗余电容阵列。4.如权利要求1所述的一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，其特征在于，所述的模数转换器采用电容顶级板采样，即采样之后立即进行比较，可以节省一半的电容阵列。同时在没有共模电平输入的情况下，可以保证逐次逼近的信号线在每次转换过程中最终在同一共模电压的情况下进行比较。5.如权利要求1所述的一种应用于CMOS图像传感器的高精度阵列模数转换器，其特征在于，所述的模数转换器中采用了相关反向开关的开关逻辑模块；...

【专利技术属性】
技术研发人员：常玉春，杨姝，刘明杭，慕雨松，徐弘基，李亮，孙睿智，臧范军，王仁广，张东旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22