应用于CMOS图像传感器的Pipelined SAR模数转换器设计

摘要

设计实现一种应用于CMOS图像传感器的10bit模数转换器(ADC),采用基于逐次逼近的新型流水线结构(Pipelined SAR ADC).提出了一种优化选取其中高精度倍增数模转换器(MDAC)和单位电容值的解析方法.通过采用第一级高精度、半增益MDAC和动态比较器等技术提高了整体电路的线性度,并降低了系统功耗.通过对版图面积的优化设计,满足了CMOS图像传感器对芯片面积的要求.本设计基于180nm CMOS工艺,仿真结果显示电路实现了60.37dB的信噪失真比(SNDR)和76.37dB的无杂散动态范围(SFDR),有效精度(ENOB)达到了9.74bit.ADC的核心面积仅为140μmⅹ280μm,约为0.04mm2.在2.8V电压下,功耗为9.8mW.