一种电容型SAR ADC制造技术

本发明专利技术涉及一种电容型SAR ADC。包括比较器，所述比较器的正端和负端各连接采样电容网络和共模调整电容网络，其中，在采样阶段，所述采样电容网络和所述共模调整电容网络的上极板接第一电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第一电源电压，连接在所述比较器的正端和负端的采样电容网络的下极板分别接VIP和VIN，在转换阶段，所述采样电容网络的下极板接第一电源电压或第二电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第二电源电压。该电容型SAR ADC能够完成对输出共模电压的调整，调整后的共模电压小于第一电源电压，从而能够避免出现漏电流而导致信号的泄露。

【技术实现步骤摘要】
一种电容型SARADC
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种电容型SARADC。
技术介绍
逐次逼近型(SuccessiveApproximation，SAR)模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)是一种低速中高分辨率的结构，采样速度通常在10M以下，分辨率一般为8位至16位。SAR架构允许高性能、低功耗ADC采用小尺寸封装，适合对尺寸要求严格的系统。这些特点使SARADC获得了很广的应用范围，例如便携式电池供电仪表、各类传感芯片、工业控制和数据信号采集器等。对于传统的SARADC，如图1所示，包含电容阵列DAC、比较器CMP和SAR控制逻辑。在采样阶段，电容阵列C0-C10的下极板通过开关S10-S0接输入信号，上极板通过开关Sa接Vcm，Vcm通常是第一电源电压(表示为VDD)的一半，即0.5×VDD，以保证比较器的输入有合适的共模电压。然而，传统的SARADC可能会出现漏电流从而导致信号的泄露。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术提供了一种电容型SARADC，包括比较器，所述比较器的正端和负端各连接采样电容网络和共模调整电容网络，其中，在采样阶段，所述采样电容网络和所述共模调整电容网络的上极板接第一电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第一电源电压，连接在所述比较器的正端和负端的采样电容网络的下极板分别接VIP和VIN，在转换阶段，所述采样电容网络的下极板接第一电源电压或第二电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第二电源电压。可选地，在采样阶段，所述采样电容网络和所述共模调整电容网络的上极板通过PMOS接第一电源电压。可选地，所述采样电容网络包括N+2个电容，电容值分别为：Cu、2Cu、…、2N+1Cu；所述共模调整电容网络包括M+2个电容，电容值分别为：Cu、2Cu、…、2M+1Cu；其中，Cu表示单位电容的大小，N和M为正整数。可选地，所述采样电容网络还包括一个单位电容，具有电容值Cu。可选地，共模电压通过下式表示：其中，VDD表示第一电源电压，VSS表示第二电源电压，C1＝Cu+Cu+2Cu+…+2N+1Cu，C2＝Cu+2Cu+…+2M+1Cu。可选地，所述转换阶段的共模电压的调整幅度依赖于所述采样电容网络与所述共模调整电容网络的电容的比例。本专利技术实施例中的电容型SARADC包括采样电容网络和共模调整网络，可以完成对DAC输出共模电压的调整，调整后的共模电压小于第一电源电压，避免出现漏电流而导致信号的泄露。另外，本专利技术实施例中的电容型SARADC的所有开关传导电压均为VDD或者VSS，避免中间电平不可传导的问题；并且电容阵列不会产生静态功耗。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出了传统的SARADC的一个示意图；图2示出了本专利技术实施例的电容型SARADC的一个示意图；图3示出了本专利技术实施例的电容型SARADC的另一个示意图；图4示出了本专利技术实施例的电容型SARADC的一个仿真示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本专利技术提出的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。参见图1，是传统的SARADC的一个示意图。在实际应用中由于共模电压的偏差，会导致信号的泄露，为降低信号泄露的风险，可以在图1的基础上增加一个电阻网络形成电阻型SARADC，产生不同的电压。然而在高速应用中，电阻型SARADC会存在下面的两个问题：1.VCM很难直接通过单管导通，例如在28nm工艺，电源电压(表示为VDD)为0.9V，器件的阈值电压约为0.5左右，Vcm为电源电压的一半即0.45v，从而Vth+Vcm>VDD，因此，Vcm无论是采用Pmos或者Nmos都很难导通。2.采用电阻的调节方式同样会引入功耗问题，在高速应用中，必然要求电阻值比较小，以保证快速的建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容型SAR ADC，包括比较器，其特征在于：/n所述比较器的正端和负端各连接采样电容网络和共模调整电容网络，/n其中，在采样阶段，所述采样电容网络和所述共模调整电容网络的上极板接第一电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第一电源电压，连接在所述比较器的正端和负端的采样电容网络的下极板分别接VIP和VIN，/n在转换阶段，所述采样电容网络的下极板接第一电源电压或第二电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第二电源电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种电容型SARADC，包括比较器，其特征在于：
所述比较器的正端和负端各连接采样电容网络和共模调整电容网络，
其中，在采样阶段，所述采样电容网络和所述共模调整电容网络的上极板接第一电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第一电源电压，连接在所述比较器的正端和负端的采样电容网络的下极板分别接VIP和VIN，
在转换阶段，所述采样电容网络的下极板接第一电源电压或第二电源电压，所述共模调整电容网络的下极板接第二电源电压。


2.根据权利要求1所述的电容型SARADC，其特征在于，在采样阶段，所述采样电容网络和所述共模调整电容网络的上极板通过PMOS接第一电源电压。


3.根据权利要求1所述的电容型SARADC，其特征在于，
所述采样电容网络包括N+2个电容，电容值分别为：C...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐华，刘飞，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31