A 38-GS/s 7-bit Pipelined-SAR ADC With Speed- Enhanced Bootstrapped Switch and Output Level Shifting Technique in 22-nm FinFET

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作者
Yuanming Zhu,Tong Liu,Srujan Kumar Kaile,Shiva Kiran,Il-Min Yi,Ruida Liu,Julian Camilo Gomez Diaz,Sebastián Hoyos,Samuel Palermo
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:58 (8): 2300-2313 被引量:3
标识
DOI:10.1109/jssc.2023.3268238
摘要

Efficient time-interleaved (TI) analog-to-digital converters (ADCs) that operate at high sample rates with wide input bandwidths are necessary to support increasing wireline transceiver data rates. This article presents a 7-bit 38-GS/s 32-way TI ADC that utilizes an eight-way interleaver architecture based on a speed-enhanced bootstrapped switch that increases input bandwidth. ADC sample rate and efficiency is improved with pipelined-successive approximation register (SAR) unit ADCs that employ an output level shifting (OLS) settling technique in the dynamic residue amplifier to achieve settling in only 33% of the time required for a conventional current-mode logic (CML) amplifier. Using parallel comparators in the two 4-bit asynchronous pipeline stages allows for further improvements in ADC conversion speed. Fabricated in 22-nm FinFET, the proposed ADC occupies 0.107-mm 2 area. Operating at 38 GS/s, the ADC achieves 41.9 fJ/conv.-step with low input frequencies, 64.1 fJ/conv.-step at Nyquist, and has 20-GHz 3-dB input bandwidth.
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