SAR ADC的非理想效应

在SAR ADC中，各个电路模块的非理想因素都有可能对模数转换器的精度或者速度产生影响，下面将系统地描述SAR ADC设计中存在的非理想因素。

1.MOS开关的非理想效应

电荷注入效应：当MOS管从导通状态切换到关断状态时，沟道电荷会注入源漏两端的电容之中，影响采样电容上的电压值，称为电荷注入效应。

时钟馈通效应：由于栅漏之间寄生电容的存在，时钟信号会被耦合到输出端，称为时钟馈通效应。

导通电阻随输入信号变化：对于一个单个N管构成的开关管，当栅端电压为VDD时，开关管导通。计算此时的栅源电压可知VGS=VDD-VIN，其中的栅源电压是随着VIN的变化而变化的，即导通电阻也是随输入信号而变化。

 

衬底偏置效应：随着衬底电压的改变阈值电压随之变化的效应称为衬底偏置效应，也叫体效应。由于阈值电压的改变，导通电阻也发生改变，导致MOS开关非理想。

2.电容阵列的失配

SAR ADC中电容阵列的电容值是按照二进制分布的，然而在电容的制造过程中，由于工艺精度的限制导致电容边缘刻蚀的不精准及氧化层厚度的不均匀导致电容值偏移理论值，从而导致电容阵列的分布不是标准的二进制，对SAR ADC的转换精度产生了影响。

固定工艺下电容失配的表达式：

 

3.比较器失调

当比较器的输入电压为零时，输出