저누설 샘플링 스위치를 이용한 RC hybrid DAC 구조의 100 kS/s 12-bit SAR ADC

유인주; 유무경; 위지향; 남기배; 손민혁; 최만혁; 빈하준; 진다현; 이의영; 고형호

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저자정보: 유인주 (충남대학교) 유무경 (충남대학교) 위지향 (충남대학교) 남기배 (충남대학교) 손민혁 (충남대학교) 최만혁 (충남대학교) 빈하준 (충남대학교) 진다현 (충남대학교) 이의영 (충남대학교) 고형호 (충남대학교)

저널정보: 대한전자공학회 대한전자공학회 학술대회 2024년도 대한전자공학회 추계학술대회 논문집

발행연도: 2024.11

수록면: 1,361 - 1,364 (4page)

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This paper presents the design and performance enhancement of a successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) utilizing a low leakage current switch and an RC hybrid architecture. To enhance performance, innovative design strategies and power management techniques were implemented, significantly lowering power consumption while maintaining conversion speed and accuracy. A low leakage current bootstrap switch was employed to minimize power usage, increasing the voltage swing across the sampling capacitors, which reduces voltage drop across the switches and enhances conversion performance. Additionally, an RC hybrid digital-to-analog converter (DAC) was used to shrink the circuit area and improve linearity. By using a resistor DAC (RDAC) for the 4-bit least significant bit (LSB) ladder instead of a capacitor DAC (CDAC), the total capacitance was reduced, leading to a smaller circuit area. The SAR ADC was fabricated using a 180 nm CMOS process, achieving a simulated effective number of bits (ENOB) of 11.65 bits, a signal-to-noise and distortion ratio (SINAD) of 71.9 dB, and a total current consumption of 57 μA at a 3.3 V power supply.

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