These days, low-power temperature sensors have been attracting attention, and low-power analog-to-digital converter is essential for realization of temperature sensor system. Therefore, this thesis
proposed a successive approximation analog-to-digital converter with low-power operation over a wide
temperature range (-20$^\circ C$ to 100$^\circ C$). In order to reduce leakage current due to high temperature, optimal size of width, length, and fingers of MOSFET were applied. Also, power-gating technique was used to reduce leakage current during sleep mode. In addition, to reduce the dynamic power cons㎛ption, charge-recycling technique was used. As a result, it was possible to implement a low-power successive approximation analog-to-digital converter that has a figure of merit which does not deteriorate even at high temperatures.
최근 저전력 온도 센서가 주목받고 있고, 온도 센서를 시스템으로 구현하기 위해서는 저전력으로
동작하는 아날로그-디지털 변환기가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 넓은 온도 범위(-20$^\circ C$부터 100$^\circ C$)에서 저전력으로 동작하는 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기를 제안하였다. 높은 온도에서 발생하는 누설 전류를 줄이기 위하여, 정적 전력 소모가 최소가 되는 모스펫의 넓이, 길이, 핑거 수를 적용하였다. 또한 대기 상태에서의 누설 전류를 줄이기 위해 파워 게이팅 기법을 이용하였다. 또한, 동적 전력 소모를 줄이기 위하여 전하 재활용 기법을 이용하였다. 그 결과, 높은 온도에서도 비교적 일정한 성능 지수를 가지는 저전력 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기를 구현할 수 있었다.
