JP2001144618A - D/aコンバータ - Google Patents

D/aコンバータ

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JP2001144618A
JP2001144618A JP32665599A JP32665599A JP2001144618A JP 2001144618 A JP2001144618 A JP 2001144618A JP 32665599 A JP32665599 A JP 32665599A JP 32665599 A JP32665599 A JP 32665599A JP 2001144618 A JP2001144618 A JP 2001144618A
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JP
Japan
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converter
source
circuit
gate
active load
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JP32665599A
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English (en)
Inventor
Shinichi Koazechi
晋一 小畦地
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】入力されるデジタルデータが切り換えられる時
に生じるノイズを低減できるD/Aコンバータを提供す
る。 【解決手段】直列に接続された複数の抵抗素子(R1〜
Rn+1)と、該複数の抵抗素子の各接続点(T1〜T
n)に対応して設けられ、各々は内蔵された電流源が活
性化されることにより前記接続点からの電圧を出力する
複数の差動回路(M11、M12及びI1、M21、M
22及びI2、・・・、Mn1、Mn2及びIn)と、
外部からのデジタルデータに応答して前記複数の差動回
路の中の何れか1つの電流源を活性化するデコーダ(1
0)、とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、D/A(デジタル
・アナログ)コンバータに関し、特にデジタル信号をア
ナログ信号に変換する際に発生するノイズを抑制する技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば情報処理、通信といった分
野で使用される基本的な回路の1つとしてD/Aコンバ
ータが知られている。この従来のD/Aコンバータは、
その一例を図3に示すように、抵抗ラダーR、n個(n
は2以上の整数であり、以下においても同じ)のMOS
トランジスタM1〜Mn、オペアンプAMP及びデコー
ダ50から構成されている。
【0003】抵抗ラダーRは、直列に接続されたn+1
個の抵抗素子R1〜Rn+1から構成されている。この
抵抗ラダーRの一端には第1基準電位VRTが、他端に
は第2基準電位VRBがそれぞれ供給される。各抵抗素
子R1〜Rn+1の接続点(以下、「抵抗タップ」とい
う)は、MOSトランジスタM1〜Mnのそれぞれのド
レインに接続されている。
【0004】MOSトランジスタM1〜Mnはスイッチ
として機能する。各MOSトランジスタM1〜Mnのソ
ースは、オペアンプAMPの正相入力端子(+)に共通
に接続されている。また、各MOSトランジスタM1〜
Mnのゲートには、デコーダ50からのデコード信号が
供給されるように構成されている。
【0005】デコーダ50は、外部から入力されたデジ
タルデータをデコードする。このデコーダ50はn個の
デコード出力端子を有し、各デコード出力端子は、MO
SトランジスタM1〜Mnのゲートにそれぞれ接続され
ている。また、オペアンプAMPはボルテージフォロア
として動作し、このオペアンプAMPから出力される電
圧信号がD/Aコンバータの出力として外部に送出され
る。
【0006】次に、上記のように構成される従来のD/
Aコンバータの動作を説明する。外部からデジタルデー
タが入力されると、デコーダ50は、デコード出力端子
から出力されるデコード信号の中の何れか1つをオンに
する。これにより、MOSトランジスタM1〜Mnの何
れか1つがオンにされる。
【0007】オンにされたMOSトランジスタは、その
ドレインに供給されている電圧信号を通過させる。この
オンにされたMOSトランジスタを通過する電圧信号
は、入力されたデジタルデータに対応する抵抗タップか
らの電圧信号、換言すれば該抵抗タップにおいてラダー
抵抗Rにより抵抗分割された電圧信号である。このMO
Sトランジスタを通過した電圧信号は、オペアンプAM
Pを介して外部に出力される。これにより、D/Aコン
バータは、入力されたデジタルデータに応じた電圧信号
を出力し、以てデジタル−アナログ変換が行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
る従来のD/Aコンバータにおいて、入力されるデジタ
ルデータを増加する方向に切り換えながら順次デジタル
−アナログ変換を行った結果を図4に示す。この図4を
参照すると、デジタルデータの切換時にグリッジが発生
していることがわかる。
【0009】このグリッジは、MOSトランジスタのオ
ンとオフが切り換えられる際に、両方のMOSトランジ
スタが瞬時オンにされる状態が生じ、これにより、或る
抵抗タップと他の抵抗タップとが瞬時短絡することによ
り発生する。
【0010】なお、従来のD/Aコンバータの一例とし
て、特開平5−175838号公報に「D/A変換回
路」が開示されている。このD/A変換回路は、差動回
路の基準電圧として、抵抗ラダーによる抵抗分割された
電圧を使用することにより、抵抗ラダーを構成する各抵
抗素子の劣化により生じるオフセット電圧を低減する。
しかしながら、抵抗ラダーの各抵抗タップからの電圧を
スイッチング素子を介して取り出すという構成は、上述
した従来のD/Aコンバータと同じであり、デジタルデ
ータの切換時にグリッジが発生するという問題は解消さ
れていない。
【0011】本発明は、上述した問題を解消するために
なされたものであり、その目的は、入力されるデジタル
データが切り換えられる時に生じるノイズを低減できる
D/Aコンバータを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るD/Aコン
バータは、上記目的を達成するために、直列に接続され
た複数の抵抗素子と、該複数の抵抗素子の各接続点に対
応して設けられ、各々は内蔵された電流源が活性化され
ることにより前記接続点からの電圧を出力する複数の差
動回路と、外部からのデジタルデータに応答して前記複
数の差動回路の中の何れか1つの電流源を活性化するデ
コーダ、とを備えている。
【0013】このD/Aコンバータでは、差動回路は能
動負荷を備えて構成できる。この場合、能動負荷として
MOSトランジスタを使用することができる。
【0014】また、複数の差動回路のそれぞれは、接続
点に接続された第1回路と出力端子に接続される第2回
路とを備えて構成することができる。この場合、第1回
路は、ドレインが前記能動負荷に接続され、ゲートが前
記接続点に接続され、ソースが前記電流源に接続された
MOSトランジスタから構成し、前記第2回路は、ドレ
インが前記能動負荷に接続され、ゲートが前記アナログ
出力端子に接続され、ソースが前記電流源に接続された
MOSトランジスタから構成することができる。
【0015】更に、本発明に係るD/Aコンバータは、
ドレインが電源に接続され、ソースが前記アナログ出力
端子に接続され、ゲートが前記能動負荷に接続されたM
OSトランジスタと、ドレインが前記アナログ出力端子
に接続され、ソースが接地され、ゲートに所定電圧が供
給されるMOSトランジスタとから成る出力回路を更に
備えて構成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】図1は本発明の実施の形態に係るD/Aコ
ンバータの構成を示す回路図である。このD/Aコンバ
ータは、抵抗ラダーR、能動負荷、第1〜第n差動回
路、出力回路及びデコーダ10から構成されている。な
お、以下において、n個の構成要素の1つを説明すると
きは、i(i=1、2、・・・、i−1、i、i+1・
・・、n−1、n)で代表して行う。
【0018】抵抗ラダーRは、直列に接続されたn+1
個の抵抗素子R1〜Rn+1から構成されている。この
抵抗ラダーRの一端には第1基準電位VRTが、他端に
は第2基準電位VRBがそれぞれ供給される。以下で
は、抵抗素子Riと抵抗素子Ri+1との接続点を抵抗
タップTiと呼ぶ。この抵抗タップTiは、第i差動回
路に接続されている。
【0019】能動負荷は、PMOSトランジスタM01
及びM02から構成されている。PMOSトランジスタ
M01のドレインは電源Vddに接続され、ゲートはP
MOSトランジスタM02のソースに接続され、ソース
は第1〜第n差動回路に共通に接続されている。同様
に、PMOSトランジスタM02のドレインは電源Vd
dに接続され、ゲートはPMOSトランジスタM02の
ソースに接続され、ソースは第1〜第n差動回路に共通
に接続されている。
【0020】第i差動回路は、NMOSトランジスタM
i1、NMOSトランジスタMi2及び電流源Iiから
構成されている。NMOSトランジスタMi1とNMO
Sトランジスタとは、略同一特性を有するように構成さ
れる。Mi2NMOSトランジスタM1iは本発明の第
1回路に、NMOSトランジスタM2iは本発明の第2
回路にそれぞれ対応する。なお、この実施の形態では、
第1及び第2回路としてPMOSトランジスタを用いた
例を説明するが、その他のタイプのトランジスタを用い
てもよい。
【0021】NMOSトランジスタMi1のドレインは
能動負荷を構成するPMOSトランジスタM01のソー
スに接続され、ゲートは抵抗タップTiに接続され、ソ
ースは電流源Iiに接続されている。また、NMOSト
ランジスタMi2のドレインは能動負荷を構成するPM
OSトランジスタM02のソースに接続され、ゲートは
アナログ出力端子Toutに接続され、ソースは電流源
Iiに接続されている。
【0022】電流源Iiの一方の端子は、上記NMOS
トランジスタMi1及びNMOSトランジスタMi2の
それぞれのソースに共通に接続され、他方の端子は接地
されている。また、この電流源Iiは、デコーダ10に
接続されており、このデコーダ10からのデコード信号
がオンにされた場合に活性化される。
【0023】デコーダ10は、外部から入力されたデジ
タルデータをデコードする。このデコーダ10はn個の
デコード出力端子DTiを有し、デコード出力端子DT
iは、第i差動回路の電流源Iiに接続されている。こ
のデコーダ10は、デジタルデータが入力された場合
に、該デジタルデータに対応する1つのデコード出力端
子へ出力する信号のみをオンにする。従って、n個の電
流源I1〜Inのうち1つのみが排他的に活性化される
ことになる。
【0024】出力回路は、PMOSトランジスタMou
t1及びNMOSトランジスタMout2から構成され
ている。PMOSトランジスタMout1のドレインは
電源Vddに接続され、ゲートはPMOSトランジスタ
M01のソースとNMOSトランジスタMi1のソース
との接続点に接続され、ソースはアナログ出力端子To
utに接続されている。また、このPMOSトランジス
タMout1のゲートとソースとの間には容量素子Cが
接続されている。
【0025】また、NMOSトランジスタMout2の
ソースはアナログ出力端子Toutに接続され、ソース
は接地され、ゲートには所定の電圧Vbが供給されるよ
うになっている。
【0026】次に、上記のように構成される本発明の実
施の形態に係るD/Aコンバータの動作を説明する。外
部からデジタルデータが入力されると、デコーダ10
は、デコード出力端子DT1〜DTnから出力されるデ
コード信号の中の何れか1つをオンにする。これによ
り、電流源I1〜Inの何れか1つが活性化される。
【0027】今、デジタルデータに応じて電流源I2が
活性化されたと仮定する。この場合、電流源I2を含む
差動回路のNMOSトランジスタM21及びNMOSト
ランジスタM22の双方に電流が流れる。この場合、N
MOSトランジスタM21とNMOSトランジスタM2
2の特性は略同一であるので、NMOSトランジスタM
21のゲート電圧はNMOSトランジスタM22のゲー
ト電圧に略等しくなりる。これにより、NMOSトラン
ジスタM21及びNMOSトランジスタM22を含む差
動回路はボルテージフォロアとして動作し、抵抗タップ
T2の電圧に応じた電圧信号がアナログ出力端子Tou
tから出力される。以上のようにして、D/Aコンバー
タは、入力されたデジタルデータに応じた電圧を出力す
るというデジタル−アナログ変換が行われる。
【0028】上記のように構成される本発明の実施の形
態に係るD/Aコンバータにおいて、入力されるデジタ
ルデータを増加する方向に切り換えながら順次デジタル
−アナログ変換を行った結果を図2に示す。この図2を
参照すると、デジタルデータの切換時にグリッジが発生
していないことがわかる。
【0029】以上説明した本発明の実施の形態に係るD
/Aコンバータによれば、従来のD/Aコンバータのよ
うに、抵抗タップを切り替えるためのスイッチとしてM
OSトランジスタを用いていないため、入力されるデジ
タルデータを切り替えるといった過渡状態においても抵
抗タップ間が短絡することがない。従って、従来のD/
Aコンバータのようにグリッジを生じることもない。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
入力されるデジタルデータが切り換えられる時に生じる
ノイズを低減できるD/Aコンバータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るD/Aコンバータの
構成を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るD/Aコンバータの
デジタル−アナログ変換動作を示す説明図である。
【図3】従来のD/Aコンバータの構成を示す回路図で
ある。
【図4】従来のD/Aコンバータのデジタル−アナログ
変換動作を示す説明図である。
【符号の説明】
10 デコーダ R 抵抗ダラー R1〜Rn 抵抗素子 C 容量素子 M11、M12、M21、M22、〜、Mn1、Mn
2、Mout1 NMOSトランジスタ M01、M02、Mout1 PMOSトランジスタ I1〜In 電流源 T1〜Tn 抵抗タップ Tout アナログ出力端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直列に接続された複数の抵抗素子と、 該複数の抵抗素子の各接続点に対応して設けられ、各々
    は内蔵された電流源が活性化されることにより前記接続
    点からの電圧を出力する複数の差動回路と、 外部からのデジタルデータに応答して前記複数の差動回
    路の中の何れか1つの電流源を活性化するデコーダ、と
    を備えたD/Aコンバータ。
  2. 【請求項2】前記差動回路は能動負荷を備えている請求
    項1に記載のD/Aコンバータ。
  3. 【請求項3】前記複数の差動回路のそれぞれは、前記接
    続点に接続された第1回路とアナログ出力端子に接続さ
    れる第2回路とを含む請求項1又は2に記載のD/Aコ
    ンバータ。
  4. 【請求項4】前記第1回路は、ドレインが前記能動負荷
    に接続され、ゲートが前記接続点に接続され、ソースが
    前記電流源に接続されたMOSトランジスタから成り、
    前記第2回路は、ドレインが前記能動負荷に接続され、
    ゲートが前記アナログ出力端子に接続され、ソースが前
    記電流源に接続されたMOSトランジスタから成る請求
    項1乃至3の何れか1項に記載のD/Aコンバータ。
  5. 【請求項5】ドレインが電源に接続され、ソースが前記
    アナログ出力端子に接続され、ゲートが前記能動負荷に
    接続されたMOSトランジスタと、ドレインが前記アナ
    ログ出力端子に接続され、ソースが接地され、ゲートに
    所定電圧が供給されるMOSトランジスタとから成る出
    力回路を更に備えた請求項3又は4に記載のD/Aコン
    バータ。
  6. 【請求項6】前記能動負荷はMOSトランジスタから構
    成されている請求項1乃至5の何れか1項に記載のD/
    Aコンバータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653623A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-03 Broadcom Corporation Method and system for a glitch-free differential current steering switch circuit for high speed, high resolution digital-to-analog conversion

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653623A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-03 Broadcom Corporation Method and system for a glitch-free differential current steering switch circuit for high speed, high resolution digital-to-analog conversion

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020304