近日，微電子所智能感知研發中心樊曉華研究員團隊成功研發出一款13位 50MS/s的混合型模數轉換器（ADC），品質因數（FOM）達到國際領先水平。
該款ADC采用了基于量程輔助、逐次逼近、流水線等技術的混合型架構，在國際上首次提出高增益（32倍）PVT不敏感的時間域放大器，顯著降低了ADC的功耗及校準算法復雜度，提出了量程輔助的懸空電容陣列開關算法及預開窗異步控制邏輯，提高了ADC的轉換速率。該ADC在130nm CMOS工藝下流片成功，有效核心面積0.22 mm2。測試結果表明，在1.2 V供電、50 MS/s轉換速率下，輸入信號為2 MHz時，ADC的信噪失真比（SNDR）達71.6 dB，無雜散動態范圍（SFDR）達84.6 dB。該ADC支持可變電源電壓與轉換速率，當電源電壓從0.8 V變化到1.2 V時，ADC的轉換速率為10-50 MS/s，Walden FOM值為4.0-11.3 fJ/conversion-step。
此項工作主要由樊曉華研究員、張明磊博士完成，得到了美國德克薩斯農工大學 Edgar Sánchez-Sinencio教授的支持。該款ADC可滿足當前高速發展的片上集成系統對低功耗、高速度以及高精度等特性的嚴格要求，可運用于多種便攜式通信系統的應用場景。相關研究成果已被國際頂級期刊 IEEE Journal of Solid State Circuits 接收。
圖1. ADC芯片照片
圖2. 不同模式下SFDR/SNDR隨輸入頻率的變化
圖3. FOM值與國際頂級會議（ISSCC/VLSI）的比較
科研工作