[发明专利]一种三值碳纳米场效应晶体管逐次逼近模数转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模数转换器，尤其是涉及一种三值碳纳米场效应晶体管逐次逼近模数转换器。

背景技术

随着数字信号处理技术的迅猛发展，高性能和高效率的模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)被大量应用于移动通信、传感器和环保科技等领域。模数转换器按功能和速度主要分为Flash ADC、积分型ADC、逐次逼近(SAR,Successive Approximation Register)ADC。逐次逼近ADC作为中等速度、低功耗和低成本的代表，具有延迟小，采样速率高和直流特性好等优势，被广泛应用于核磁共振成像、扫描仪和X射线等医疗设备中。

目前，对低功耗逐次逼近ADC的研究主要集中在以CMOS工艺为基础的二值逻辑电路。传统的以CMOS工艺为基础的二值逐次逼近模数转换器的原理框图如图1所示。该二值逐次逼近模数转换器通过栓锁比较器接入两个取样输入电压信号V_INP和V_INN，栓锁比较器两个取样输入电压信号一一对应输入两个二进制电容阵列中，逐次比较逻辑电路对取样输入电压信号V_INP和V_INN进行逐次循环比较并将比较结果反馈给控制电路，控制电路控制二进制电容阵列的充放电操作。当逐次比较逻辑电路产生一位二进制比较结果后，控制电路控制二进制电容阵列加上或者减去一位二进制权重电压来量化输入电压，使其与输出电压差异最小化，最终产生一系列的数字输出信号。但是该二值逐次逼近模数转换器中二进制电容阵列的能量利用率较低，电路功耗较大，并且输入输出端口数目较多，面积开支大。

碳纳米场效应晶体管(CNFET，Carbon Nanotube Field Effect Transistor)以其良好的电学和化学特性引起了电子设计者的广泛关注。大量研究表明基于CNFET的数字电路比MOS管具有更低的功率延时乘积，以数字电路为标准，1.5nm～2nm的碳纳米场效应晶体管比普通的MOS管快10倍左右。多值逻辑电路不仅提高集成电路的单线携带能力和芯片的信息密度，还减少超大规模电路的引线数目，增强电路的数据处理能力。鉴此，设计一款能耗和功率延时乘积均较小的三值碳纳米场效应晶体管逐次逼近模数转换器具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗和功率延时乘积均较小的三值碳纳米场效应晶体管逐次逼近模数转换器。