SAR ADC上極闆采樣淺談

SAR ADC中常見上極闆和下極闆采樣。下極闆采樣是通過時序控制來抵消掉電荷注入的有效手段，具體參考拉紮維教材。

下面按照我的了解，簡單談談上極闆采樣。

上極闆的最大問題就是電荷注入和寄生電容。

首先是寄生電容，上極闆采樣的時候，除了CDAC采樣，比較器輸入端的寄生電容也在采樣，而且這個寄生電容是随着電壓非線性變化的。例如，采樣2V時寄生電容20fF，采樣4V時寄生電容可能變成了25fF。這樣就引入了非線性。

其次是電荷注入。在BSIM3v3和BSIM4的模型中對電荷注入有相應的模型，而通常電荷注入的效果和時鐘饋通混在一起，是以仿真時能看到采樣結束關閉開關的瞬間，電容上的電壓瞬間跳變。其實這裡面包含兩部分：電荷注入和時鐘饋通，其中後者可以看作固定失調，前者直接影響采樣精度。

顯然，對于一個固定的采樣電容，開關尺寸越大，電荷注入量越高，對精度的影響越嚴重。是以适當調小開關尺寸會好一點。但是開關尺寸變小之後，輸入電阻變大，諧波又會變高。這就進入了沖突之中。有一位偉人說，“沖突的發展推動了社會的前進”。而在SAR ADC中，這個沖突直接限制了精度和速度。

參考文獻：

【1】畢查德・拉紮維. 模拟CMOS內建電路設計[M]. 西安交通大學出版社, 2003.