具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器，包括主ADC模块、辅助ADC模块和两个采样开关漏电流补偿模块；辅助ADC模块产生与主ADC模块的漏电流呈线性关系的辅助漏电流并送给两个采样开关漏电流补偿模块，使两个采样开关漏电流补偿模块产生与主ADC模块的漏电流相同的补偿电流送给主ADC模块。本发明专利技术中，由于辅助ADC模块的器件为主ADC模块的器件按比例缩小，因此，辅助ADC模块的面积可以做得很小；由于辅助ADC模块和采样开关漏电流补偿模块产生的补偿电流和主ADC模块产生的漏电流随温度、电源电压和工艺呈线性同步变化，因此不需要额外的补偿技术，结构简单，补偿精度高。

High speed successive approximation ADC with leakage current compensation function

【技术实现步骤摘要】
具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器
本专利技术涉及高速逐次逼近型模数转换器领域，特别涉及一种具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器。
技术介绍
近年来，随着模数转换器性能指标的进一步提高，特别是随着集成电路工艺技术的不断发展，对高速逐次逼近型模数转换器(SARADC)的研究也越来越深入。随着集成电路制造工艺的不断演进，高增益运算放大器的设计变得越来越困难，由于不需要运算放大器，SARADC具有天然的低功耗优势，特别是在纳米级工艺节点下，SARADC的速度又得到了巨大的提升。因此，高速SARADC成为目前模数转换器的研究热点。由于采样开关源极和漏极和地之间寄生二极管的存在，在SARADC处于逐次逼近状态时，采样极板和地之间存在一个漏电流，由于这个漏电流的存在，打破了权重电容阵列的电荷守恒，从而降低SARADC的精度。随着集成电路制造工艺的不断进步和温度的增加，这个漏电流会越来越大，对SARADC精度的影响也不断增加。传统SARADC的电路图如图1所示，逐次逼近路线图和时序图如图2所示。如果不考虑采样开关Sp和Sn的源极和漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器，其特征在于：包括主ADC模块、辅助ADC模块、第一采样开关漏电流补偿模块、第二采样开关漏电流补偿模块和开关控制模块；所述主ADC模块包括比较器、第一采样开关Sp、第二采样开关Sn、第一权重电容阵列、第二权重电容阵列、第一标称电容和第二标称电容，所述比较器的输出端与开关控制模块电连接，同相输入端通过第一采样开关Sp连接差分输入信号Vip，所述比较器的同相输入端还与第一标称电容的第一端电连接，所述第一标称电容的第二端接地；所述第一权重电容阵列包括多个权重电容以及与该等权重电容一一对应的多个第一三端控制开关S1，所述第一权重电容阵列中的多个权重电...

【技术特征摘要】
1.一种具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器，其特征在于：包括主ADC模块、辅助ADC模块、第一采样开关漏电流补偿模块、第二采样开关漏电流补偿模块和开关控制模块；所述主ADC模块包括比较器、第一采样开关Sp、第二采样开关Sn、第一权重电容阵列、第二权重电容阵列、第一标称电容和第二标称电容，所述比较器的输出端与开关控制模块电连接，同相输入端通过第一采样开关Sp连接差分输入信号Vip，所述比较器的同相输入端还与第一标称电容的第一端电连接，所述第一标称电容的第二端接地；所述第一权重电容阵列包括多个权重电容以及与该等权重电容一一对应的多个第一三端控制开关S1，所述第一权重电容阵列中的多个权重电容的第一端均与比较器的同相输入端电连接，所述第一标称电容第一端对应的极板和第一权重电容阵列中的权重电容的第一端对应的极板共同形成第一采样极板VSP；所述第一权重电容阵列的多个权重电容的第二端分别与对应的第一三端控制开关S1的输入端电连接，每个所述第一三端控制开关S1的第一输出端均连接供电电压VREFN，第二输出端均连接供电电压VREFP，每个所述第一三端控制开关S1的控制端对应与开关控制模块的一个输出端电连接；
所述比较器的反相输入端通过第二采样开关Sn连接差分输入信号Vin，所述比较器的反相输入端还与第二标称电容的第一端电连接，所述第二标称电容的第二端接地，所述第二标称电容与第一标称电容的容值和极板面积均相等；所述第二权重电容阵列包括多个权重电容以及与该等权重电容一一对应的多个第二三端控制开关S2，所述第二权重电容阵列中权重电容的数量与第一权重电容阵列中权重电容的数量相等，且第二权重电容阵列中的每一权重电容的容值和极板面积对应与第一权重电容阵列中的一权重电容的容值和极板面积相等，所述第二权重电容阵列中的多个权重电容的第一端均与比较器的反相输入端电连接，所述第二标称电容第一端对应的极板和第二权重电容阵列的多个权重电容的第一端对应的极板共同形成第二采样极板VSN；所述第二权重电容阵列的多个权重电容的第二端分别与对应的第二三端控制开关S2的输入端电连接，每个所述第二三端控制开关S2的第一输出端均连接供电电压VREFN，第二输出端均连接供电电压VREFP，每个所述第二三端控制开关S2的控制端分别与对应的第一三端控制开关S1的控制端电连接；
所述辅助ADC模块用于产生与第一采样极板VSP的漏电流Ip呈线性关系的辅助漏电流Ip1并传输至第一采样开关漏电流补偿模块的第一端，以及产生与第二采样极板VSN的漏电流In呈线性关系的辅助漏电流In1并传输至第二采样开关漏电流补偿模块的第一端，所述第一采样开关漏电流补偿模块根据辅助漏电流In1的值产生与漏电流In相等的补偿电流KIn1，并从其第二端送给第一采样极板VSP，所述第二采样开关漏电流补偿模块根据漏电流Ip1的值产生与辅助漏电流Ip相等的补偿电流KIp1，并从其第二端送给第二采样极板VSN。


2.根据权利要求1所述的具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器，其特征在于：所述第一权重电容阵列中的多个权重电容的容值依次成二进制关系，且第一权重电容阵列中容值最小的权重电容与第一标称电容的容值相等。


3.根据权利要求1所述的具有漏电流补偿功能的高速逐次逼近型模数转换器，其特征在于：所述辅助ADC模块包括第三采样开关Sp1、第四采样开关Sn1、第三权重电容阵列、第四权重电容阵列、第三标称电容和第四标称电容，所述第三标称电容与第四标称电容的容值和极板面积均相等，且所述第三标称电容的容值的K倍和极板面积的K倍与第一标称电容的容值和极板面积相等，其中，K为大于1的整数；所述第三权重电容阵列包括多个权重电容以及与该等权重电容一一对应的多个第三三端控制开关S3，所述第三权重电容阵列中权重电容的数量与第一权重电容阵列中权重电容的数量相等，且第三权重电容阵列中的每一权重电容的容值的K倍和极板面积的K倍对应与第一权重电容阵列中的一权重电容的容值和极板面积相等；所述第三权重电容阵列中的多个权重电容的第一端均与第三标称电容的第一端电连接，所述第三标称电容的第二端接地；所述第三标称电容第一端对应的极板和第三权重电容阵列中的多个权重电容的第一端对应的极板共同形成第三采样极板VSP1；所述第三权重电容阵列中的多个权重电容的第二端分别与对应的第三三端控制开关S3的输入端电连接，每个所述第三三端控制开关S3的第一输出端均连接供电电压VREFN，第二输出端均连接供电电压VREFP，每个所述第三三端控制开关S3的控制端分别与对应的第一三端控制开关S1的控制端电连接；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐代果，蒋和全，李儒章，王健安，陈光炳，王育新，付东兵，戴永红，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，重庆吉芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50