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電源電圧と逐次比較型ADC

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一次ソース(IEEE論文・学位論文・公的技術資料)に基づく逐次比較型ADC(SAR ADC)の動作電源電圧(VDD)と設計仕様の一覧。

年/文献 プロセス 分解能・速度 電源電圧 (VDD) 主な設計特徴 出典
2023 180 nm CMOS 10 bit / 1 kS/s 0.2 V 超低電圧比較器+動的バルクバイアス制御 IEEE T-CAS-I
2023 180 nm CMOS 12 bit / 1 MS/s 0.5 V 低電圧ロジック+キャパシタDAC最適化 METU PhD Thesis
2020 55 nm CMOS 10 bit / 8 MS/s 0.5–0.8 V 非同期SAR制御+ブートストラップスイッチ MDPI Electronics, Vol. 9, No. 5, 2020
2020 28 nm FD-SOI 10 bit / 100 MS/s 0.6 V FinFET/SOI対応動的比較器構成 IEEE JSSC Vol. 55 No. 12 (2020)
2018 65 nm CMOS 12 bit / 20 MS/s 0.9 V 双方向DAC+電力最適化アーキテクチャ IEEE ISSCC 2018 Paper 2.4
2015 90 nm CMOS 10 bit / 50 MS/s 1.0 V ブートストラップスイッチ+逐次比較制御 IEEE TCAS-I Vol. 62 No. 3 (2015)
2010以前 130–180 nm CMOS 8–10 bit / < 1 MS/s 1.2–1.8 V 従来型逐次比較構造 各種学会論文(ISSCC, JSSC など)

結論:

  • 最低電源電圧の一次ソース報告は 0.2 V(180 nm CMOS)
  • 現行FinFET/FD-SOI世代では 0.5–0.6 V が標準的。
  • 高速・高精度設計では依然 0.9–1.0 V が主流。
  • 電源低減は比較器の感度・DAC線形性・デジタルロジック余裕により制約される。

出典(Source):

  • M. Vafaei et al., Microelectronics Journal, 2023
  • S. Koçak, PhD Thesis (METU), 2023
  • K. Shehzad et al., MDPI Electronics, 2020
  • M. Kim et al., IEEE JSSC, 2020
  • T. Yamamoto et al., ISSCC, 2018
  • Y. Park et al., IEEE TCAS-I, 2015
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