JP2016134739A - D/a変換回路、発振器、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】D/A変換回路100は、半導体基板上に形成された、抵抗体Rと抵抗体Rに設けられた複数のコンタクトとを用いて構成され、直列に接続されている複数の抵抗RM0〜RM255と、当該複数のコンタクトの各々とそれぞれ接続される複数のMOSトランジスターN0〜N127,P128〜P255と、半導体基板の平面視において、抵抗体Rを挟んで、複数のMOSトランジスターの各々と反対側に配置された複数のダミー電極DM0〜DM255と、を含む。ダミー電極の各々は、抵抗体Rを挟んで反対側に配置されているMOSトランジスターのゲート電極が第1電位のときは第2の電位となり、第2の電位のときは第1の電位となる。第1の電位と第2の電位のうち、一方は当該MOSトランジスターを導通させる電位であり、他方は導通させない電位である。
【選択図】図4
Description
本適用例に係るD/A変換回路は、半導体基板上に形成された、抵抗体と当該抵抗体に設けられた複数のコンタクトとを用いて構成され、直列に接続されている複数の抵抗と、前記複数のコンタクトの各々とそれぞれ接続される複数のMOSトランジスターと、前記半導体基板の平面視において、前記抵抗体を挟んで、前記複数のMOSトランジスターの各々と反対側に配置された、前記複数のMOSトランジスターの電極とは異なる複数のダミー電極と、を含み、前記複数のダミー電極の各々は、前記抵抗体を挟んで反対側に配置されている前記MOSトランジスターのゲート電極が第1電位のときは第2の電位となり、当該MOSトランジスターのゲート電極が第2の電位のときは第1の電位となり、前記第1の電位と第2の電位のうち、一方は前記MOSトランジスターを導通させる電位であり、他方は前記MOSトランジスターを導通させない電位である。
上記適用例に係るD/A変換回路は、前記複数のダミー電極の各々は、ポリシリコンで構成されていてもよい。
上記適用例に係るD/A変換回路は前記抵抗体と、前記MOSトランジスターのゲート電極との距離が1μm以下であってもよい。
上記適用例に係るD/A変換回路において、前記複数のダミー電極の各々の電位を制御する制御手段を含んでもよい。
上記適用例に係るD/A変換回路において、前記複数のMOSトランジスターの各々は、Pチャネル型MOSトランジスター又はNチャネル型MOSトランジスターであり、
前記複数の抵抗のうち、第1の抵抗は、高電位側の端子が前記Pチャネル型MOSトランジスターと接続され、かつ、低電位側の端子が前記Nチャネル型MOSトランジスターと接続されており、前記複数の抵抗のうち、前記第1の抵抗よりも高電位側の各抵抗は、一端が互いに異なる前記Pチャネル型MOSトランジスターと接続されており、前記複数の抵抗のうち、前記第1の抵抗よりも低電位側の各抵抗は、一端が互いに異なる前記Nチャネル型MOSトランジスターと接続されていてもよい。
上記適用例に係るD/A変換回路において、前記第1の抵抗よりも高電位側の前記各抵抗は、低電位側の端子と接続されている前記Pチャネル型MOSトランジスターと対向しており、前記第1の抵抗よりも低電位側の前記各抵抗は、高電位側の端子と接続されている前記Nチャネル型MOSトランジスターと対向していてもよい。
本適用例に係る発振器は、上記のいずれかのD/A変換回路を備えている。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかのD/A変換回路を備えている。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかのD/A変換回路を備えている。
えば、信頼性の高い電子機器及び移動体を実現することができる。
1−1.第1実施形態
図1は、第1実施形態のD/A変換回路の構成を示す図である。第1実施形態のD/A変換回路100は、上位DAC101、下位DAC102、オペアンプ103H,103L,104及びスイッチ制御回路105を含んで構成されている。第1実施形態のD/A変換回路100は、抵抗分圧型(電圧分配型、抵抗ストリング型、あるいは電圧ポテンショメータ型とも呼ばれる)のD/A変換回路であり、入力された16ビットのデジタルコードの値に応じた65536種類の電圧を出力する。
P96〜P127の各々に供給される。同様に、オン状態となる、16組の隣り合う2つのNチャネル型MOSトランジスターを介して128個の抵抗RM0〜RM127のうちの8個おきに配置された2つずつの抵抗の低電位側の端子の電位が、2段目の32個のNチャネル型MOSトランジスターN128〜N159の各々に供給される。
ログスイッチ(トランスファーゲート)S0〜S340を含んで構成されている。
Pウェルとの間隔Lwもデザインルール上の最小値又はこれに近い値になっている。また、抵抗体R上に形成される抵抗RM254の長さ(コンタクト間の距離)L254、抵抗RM253の長さL253、抵抗RM252の長さL254、抵抗RM127の長さL127、抵抗RM126の長さL126、抵抗RM125の長さL125、抵抗RM124の長さL124はすべて同じ値になっている。
視において、抵抗体Rを挟んで反対側にある各ゲート電極と対向する位置に、各ダミー電極と抵抗体Rとの間隔が各ゲート電極と抵抗体Rとの間隔と等しくなるように配置されるのが好ましい。また、ダミー電極DM0〜DM255は、ゲート電極と同じ層(例えばポリシリコン層)に形成されるのが好ましい。
違反するほどに、各MOSトランジスターのゲート電極や各ダミー電極と近づけて配置させることもできるので、小型化が可能である。
図6は、第2実施形態のD/A変換回路の構成を示す図である。第2実施形態のD/A変換回路100は、256個の抵抗R0〜R255、255個のPチャネル型MOSトランジスターP1〜P255、255個のNチャネル型MOSトランジスターN0〜N254、スイッチ制御回路105及びオペアンプ106を含んで構成されている。第2実施形態のD/A変換回路100は、抵抗分圧型のD/A変換回路であり、入力された8ビットのデジタルコードの値に応じた256種類の電圧を出力する。
た、6段目の4個のPチャネル型MOSトランジスターP4〜P7は、高電位側から2個毎にドレインが接続され、7段目の2個のPチャネル型MOSトランジスターP2,P3(いずれも不図示)の各々のソースと接続される。また、7段目の2個のPチャネル型MOSトランジスターP2,P3は、ドレインが接続され、8段目の1個のPチャネル型MOSトランジスターP1のソースと接続される。
)(m=65〜128)は、いずれか1つのみがオンする。スイッチ制御回路105は、ビット7が“1”であればPチャネル型MOSトランジスターP(2m−1)をオンし、“0”であればPチャネル型MOSトランジスターP(2m−2)をオンする。
ピッチの両方に合わせるのが好ましい。
図8は、本実施形態の発振器の斜視図である。また、図9は、本実施形態の発振器の構
成を示す図である。本実施形態の発振器1は、外部端子から入力されるデジタル信号によって発振周波数が制御可能なデジタル制御発振器であり、図8及び図9に示すように、制御用集積回路(IC:Integrated Circuit)2、発振用集積回路(IC)3、水晶振動子4、並びに、制御用IC2、発振用IC3及び水晶振動子4が搭載されているパッケージ(容器)10を含んで構成されている。
(Surface Acoustic Wave)共振子、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動子等であってもよい。また、振動子の基板材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることができる。振動子の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。また、共振器は、アルカリ金属等を内部に収容したガスセルとアルカリ金属等の原子と相互作用する光を用いた光共振器、マイクロ波領域で共振する空洞型共振器や誘電体共振器、LC共振器等であってもよい。
図11は、本実施形態の電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図である。本実施形態の電子機器300は、発振器310、CPU(Central Processing Unit)320、操作部330、ROM(Read Only Memory)340、RAM(Random Access Memory)350、通信部360、表示部370を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図11の構成要素(各部)の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
ら入力される発振信号をクロック信号として各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、CPU320は、操作部330からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部360を制御する処理、表示部370に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
図12は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図12に示す移動体
400は、発振器410、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー420,430,440、バッテリー450、バックアップ用バッテリー460を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図12の構成要素(各部)の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
温度センサー、27 A/D変換回路、31 レギュレーター回路、32 増幅回路、33 出力回路、100 D/A変換回路、101 上位DAC、102 下位DAC、103H,103L,104,106 オペアンプ、105 スイッチ制御回路、300
電子機器、310 発振器、312 D/A変換回路、320 CPU、330 操作部、340 ROM、350 RAM、360 通信部、370 表示部、400 移動体、410 発振器、420,430,440 コントローラー、450 バッテリー、460 バックアップ用バッテリー、R0〜R255 抵抗、RM0〜RM255 抵抗、RL0〜RL255 抵抗、P1〜P256 Pチャネル型MOSトランジスター、N0〜N254 Nチャネル型MOSトランジスター、S0〜S340 相補型アナログスイッチ、DM0〜DM255 ダミー電極
Claims (9)
- 半導体基板上に形成された、
抵抗体と当該抵抗体に設けられた複数のコンタクトとを用いて構成され、直列に接続されている複数の抵抗と、
前記複数のコンタクトの各々とそれぞれ接続される複数のMOSトランジスターと、
前記半導体基板の平面視において、前記抵抗体を挟んで、前記複数のMOSトランジスターの各々と反対側に配置された、前記複数のMOSトランジスターの電極とは異なる複数のダミー電極と、を含み、
前記複数のダミー電極の各々は、前記抵抗体を挟んで反対側に配置されている前記MOSトランジスターのゲート電極が第1電位のときは第2の電位となり、当該MOSトランジスターのゲート電極が第2の電位のときは第1の電位となり、
前記第1の電位と第2の電位のうち、一方は前記MOSトランジスターを導通させる電位であり、他方は前記MOSトランジスターを導通させない電位である、D/A変換回路。 - 前記複数のダミー電極の各々は、ポリシリコンで構成されている、請求項1に記載のD/A変換回路。
- 前記抵抗体と、前記MOSトランジスターのゲート電極との距離が1μm以下である、請求項1又は2に記載のD/A変換回路。
- 前記複数のダミー電極の各々の電位を制御する制御手段を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のD/A変換回路。
- 前記複数のMOSトランジスターの各々は、
Pチャネル型MOSトランジスター又はNチャネル型MOSトランジスターであり、
前記複数の抵抗のうち、第1の抵抗は、高電位側の端子が前記Pチャネル型MOSトランジスターと接続され、かつ、低電位側の端子が前記Nチャネル型MOSトランジスターと接続されており、
前記複数の抵抗のうち、前記第1の抵抗よりも高電位側の各抵抗は、一端が互いに異なる前記Pチャネル型MOSトランジスターと接続されており、
前記複数の抵抗のうち、前記第1の抵抗よりも低電位側の各抵抗は、一端が互いに異なる前記Nチャネル型MOSトランジスターと接続されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のD/A変換回路。 - 前記第1の抵抗よりも高電位側の前記各抵抗は、低電位側の端子と接続されている前記Pチャネル型MOSトランジスターと対向しており、
前記第1の抵抗よりも低電位側の前記各抵抗は、高電位側の端子と接続されている前記Nチャネル型MOSトランジスターと対向している、請求項5に記載のD/A変換回路。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のD/A変換回路を備えている、発振器。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のD/A変換回路を備えている、電子機器。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のD/A変換回路を備えている、移動体。
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