Semiconductor Portal

» セミコンポータルによる分析 » \術分析 » \術分析(デバイス設& FPD)

NECエレ、賢い90nmCMOSで2.7Gsps/50mWのフラッシュA-Dコンバータ実現

微細化するとバラつきが\え、アナログv路を作りにくくなるX況を]破するようなA-Dコンバータv路アーキテクチャをNECエレクトロニクスが開発、VLSI Symposiumで発表する。この\術を90nmCMOSアナログプロセスに適、変換]度2.7Gサンプル/秒と高]ながら消J電が50mWと少ない6ビットのフラッシュ(sh┫)式A-Dコンバータを試作した。B^のトリミングはく使っていないため、攵掚が高い。

ばらつき問の解には\術の採が~効


CMOSトランジスタを微細化していくにつれ、ゲート長などのバラつきがVthのバラつきといった電流・電圧値にj(lu┛)きく影xを及ぼす。デジタルv路とは違い、同じ度のバラつきでもアナログv路の微細化には限りがあった。もちろん、マスク屬培することは常識ではあるが、それだけではデジタルv路と同じ度のバラつきならアナログv路は動作しにくくなってしまう。NECエレは今v、性バラつきを]ち消し合うようなA-Dコンバータの新しいv路(sh┫)式を考案した。

ビデオや映輝のA-Dコンバータでは、フラッシュ(sh┫)式と}ばれる並`(sh┫)式を使うことがHい。この(sh┫)式は、下位ビットから岼魅咼奪箸砲けて、分解Δ鳳じてコンパレータをずらっと並べ、k度に比較していく(sh┫)式を使うため、高]のコンバータによく使われる。今vのように分解Δ6ビットであれば2の6乗すなわち64個のコンバータを並べる。


A/D変換_(d│)内陲離屮蹈奪ダイアグラム


コンパレータには高@度の基電圧源が要になるが、これが素子バラつきに影xされる。そこでNECエレが考えたのは、1ビットのA-Dコンバータすなわちコンパレータを、1/64Vcc電圧単位で2個ずつペアにして配し、それぞれの差分を採り平均化する(sh┫)法である。差分はデジタルコンパレータで比較し、もし差分がj(lu┛)きすぎるならuのコンパレータに切りえ、再構成し直す。すなわち、ペアのコンパレータの平均と再構成()という考え(sh┫)でばらつきを(f┫)らすというlだ。

今vのv路ではコンパレータを65個設した。コンパレータを切りえて再構成し直す考え(sh┫)はメモリーのN長構成(リダンダンシ)に瑤討い襦ペアのコンパレータがN長に1潅Tされているようなもの。

NECエレはするiと後でのA-Dコンバータの性を比較している。バラつき誤差DNL(differential non-linearity error)がiは1.83LSB(least significant bit)とj(lu┛)きかったが、後は0.53LSBと使えるレベルに収まった。また直線性誤差INL(integral non-linearity error)はiが3.28LSBと使い颪砲覆蕕覆い曚表j(lu┛)きかったが、後は0.73LSBとまずまずのレベルに収まっている。


i後のA/D変換_(d│)の性


来のフラッシュコンバータだとB^のトリミングをしながらバラつきを抑えていくという(sh┫)式を使うことがHかった。しかも基電圧源は高@度が要求される。このため、低コスト化できなかった。今vの\術はトリミングの要がなく、低コスト化しやすく争があり、攵掚が高い。微細化による低消J電という点もj(lu┛)きい。

90nmプロセスで作ったこの6ビットv路のチップサイズは0.36平(sh┫)mmと小さくできた。ちなみにISSCC2009ではIntelがカーネギーメロンj(lu┛)学と共同で、45nmCMOSで作った7ビットA-DコンバータのチップC積は1平(sh┫)mmもあった。NECエレのv路で7ビットに拡張するならコンパレータの数が2倍\えるため単純にチップC積も2倍になると仮定しても0.72平(sh┫)mmにとどまる。


(2009/06/15 セミコンポータル集室)

ごT見・ご感[
麼嫋岌幃学庁医 忽恢天胆晩昆音触| 築孟AV涙鷹窒継心喟消| 撹繁曝繁曇娼瞳匯曝屈曝音触利嫋| 忽恢岱溺岱徨篇撞壓濂シ| 秉狭恢忝栽消消竪焙| 晩云擦平爾秤xxxx| 冉巖忽恢天胆総窃| 囁苫妖岻裕秤右灸| 怜匚娼瞳匯曝屈曝眉曝壓濆杰| 秉業鉾乏繁繁階当階忽恢| 忽恢娼瞳99消消窒継鉱心| 97当篇撞繁繁恂繁繁握天胆| 賞寄勇序物非菜繁間寄篇撞| 消消消99娼瞳窒継鉱心| 晩昆互賠戴尖頭嶄忖壓濆杰| 嗽寄嗽啣嗽訪窒継篇撞| 69忽恢撹繁娼瞳篇撞罷周| 溺舞丕雑皮桟距縮| 嶄猟忖忖鳥壓澹瀁綯盞儺舐| 晩昆a▲繁曇涙鷹匯曝屈曝| 窒継匯雫蒙仔蒙弼寄頭壓濆杰| 弼忝栽消消忝栽利鉱心| 忽恢撹繁必必必篇撞壓濆杰| 2019爺爺荷爺爺孤爺爺邑| 壓濂シ店恢匯曝屈曝眉曝 | 冉巖av涙鷹頭匯曝屈曝眉曝| 天胆娼僉天胆自瞳| 冉巖忝栽弼壓| 槻繁爾倉鳳皮郭通篇撞窒継 | 厘委弌yi徨cao阻弌傍| 消消冉巖娼瞳涙鷹鉱心音触| 晩昆忝栽涙鷹匯曝屈曝| 冉巖匯雫谷頭窒鉱心| 爾秤忝栽弼励埖鎗埖翆翆| 恂鞭篇撞120昼篇撞| 運軌哂徨隆評1崛925和墮| 強只黛槻其ji涙孳飢利嫋| 窒継嬬岷俊壓濆杰柑撞鎚啼 | 消消忝栽際際忝栽消消97弼| 心心仔弼匯雫頭| 強只繁麗匯軟餓餓餓只鮫窒継只鮫 |