저전력 구동을 위한 파이프라인 아날로그-디지털 신호변환기의 MDAC 이득 오차 보상방법

Abstract

파이프라인 ADC의 각 단은 Sub-ADc, OP-Amp를 가지고 있는 MDAC, SHA 로 이루어져 있다 . MDAC과 SHA의 사양을 결정하는 가장 중요한 부분이 OP-Amp이다. 여기에서 이용되는 OP-Amp는 두 신호path를 이용하였고, 저전력 구동을 위해 낮은 게인을 이용하였다. 이러한 두 신호 path를 가지는 amp는 저전류로 인한 파워 절약, 슬루율 증가를 위해 이용하였다. 이 amp는 pmos path와 nmos path로 이루어져 있으며, 각 path는 독립적으로 출력부하를 동작시킨다. 그렇기 때문 슬루율이 개선되어지는 장점을 가지게 되며 여기서 각 신호 path의 gm을 갖게 하면 폐루프 게인가 대역폭이 증가함을 확인할 수 있다. 하지만 이러한 적은 이득을 갖는 OP-Amp에 의해 MDAC은 이득 에러를 가지게 된다. 이득에러 보상을 위해 MDAC에 가변 커패시터를 이용하는 방법을 제안하였고, 여기에서 사용되는 가변 커패시터는 5bit 디지털 코드로 조절된다. 이러한 보상방법은 이득 에러를 보상함으로 인해 ADC의 DNL과 INL을 개선시킬 수 있는 장점을 갖는다. 이 ADC는 10bit 100MS/s에서 구동하였고 공정은 hynix 0.25um를 사용하였다.