[发明专利]用于可重构SAR ADC的参考电压产生电路

说明书

本发明涉及模拟集成电路领域，为提出一种用与可重构SAR ADC的参考电压产生电路结构，实现闭环反馈调节，实现偏置电流跟随采样率变化，节省能耗，适用于多种应用场景。本发明用于可重构SAR ADC的参考电压产生电路，包括一个空闲时间检测电路，一个由固定电流和可变电流构成的电流源，一个由运算放大器和MOS管构成的源跟随器，空闲时间检测电路在时序的控制下产生不同的输出电压VCON，控制电流源产生不同驱动能力的电流，提供给源跟随器，从而产生不同驱动能力的参考电压VREF提供给逐次逼近型模数转换器核心电路实现可重构。本发明主要应用于模拟集成电路设计制造场合。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路领域，特别涉及一种可用于模数转换器的参考电压产生电路结构。

背景技术

随着微电子工艺技术的发展，工艺晶体管的特征尺寸与电源电压越来越低，逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)以其独特的架构特点，在深纳米工艺下越来越具有优势，结合一些高速技术，如异步逻辑技术、自定时技术、时间交织技术、数字冗余与补偿技术、流水线辅助技术以及单步多比特技术等，SAR ADC逐渐向宽带通信应用领域扩展，并显示出更广阔的前景。针对应用场景广，指标需求不同的特点，设计可重构SAR ADC能够实现资源的最大利用，是ADC发展的趋势。

可重构ADC设计的主要难点在于如何保证在不同的分辨率、采样率配置下能效的稳定性，如何保证静态功耗随采样率合理变化是研究重点。基于开关电容的方法，将电路偏置电流与采样率设置联系起来，是一种常见方式，但单纯采用这种方法具有一定的盲目性，电路偏置电流是否设置合理无法判定。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种用与可重构SAR ADC的参考电压产生电路结构，实现闭环反馈调节，实现偏置电流跟随采样率变化，节省能耗，适用于多种应用场景。为此，本发明采取的技术方案是，用于可重构SAR ADC的参考电压产生电路，包括一个空闲时间检测电路，一个由固定电流和可变电流构成的电流源，一个由运算放大器和MOS管构成的源跟随器，空闲时间检测电路在时序的控制下产生不同的输出电压VCON，控制电流源产生不同驱动能力的电流，提供给源跟随器，从而产生不同驱动能力的参考电压VREF提供给逐次逼近型模数转换器核心电路实现可重构。

所述的空闲时间检测电路由电流源、开关和电容构成，其连接关系是：电流源的一端连接电源，另一端连接开关S1的一端和开关S2的一端；开关S1的一端连接电流源的输出端和开关S2的一端，开关S1的另一端连接开关S3的一端、电容C1的一端和开关S4的另一端，开关S2的另一端连接VSS，开关S3的另一端连接VSS，电容C1的另一端连接VSS，开关S4的另一端连接输出端VCON和电容C2的一端，电容C2的另一端连接VSS。

所述的电流源由固定电流源和可变电流源构成，包括PMOS管M4和NMOS管M5以及PMOS管M1，其连接关系是：PMOS管M4的栅端连接空闲时间检测电路的输出端VCON，漏端连接VSS，源端连接PMOS管M1的漏端和栅端、NMOS管M5的栅端和漏端和源跟随器电路中PMOS管M2的栅端，NMOS管的源端连接VSS，PMOS管M1的源端连接VDD。

所述的源跟随器由MOS管M2、M3、M6、M7和远算放大器构成，其连接关系如下：PMOS管M2的源端连接VDD，栅端连接电流源电路中PMOS管M1的栅端和PMOS管M3的栅端，漏端连接运算放大器的负向输入端和PMOS管M6的源端，运算放大器的正向输入端连接输入信号VIN+，输出端连接PMOS管M6的栅端和PMOS管M7的栅端，漏端连接VSS，PMOS管M3的源端连接VDD，漏端连接输出端VREF和PMOS管M7的源端，PMOS管M7的漏端连接VDD。