JP2703120B2 - Digital to analog converter - Google Patents

Digital to analog converter

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JP2703120B2
JP2703120B2 JP2403187A JP40318790A JP2703120B2 JP 2703120 B2 JP2703120 B2 JP 2703120B2 JP 2403187 A JP2403187 A JP 2403187A JP 40318790 A JP40318790 A JP 40318790A JP 2703120 B2 JP2703120 B2 JP 2703120B2
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wiring
ladder resistor
ladder
resistance
connection point
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修 工藤
茂 西尾
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、R−2Rラダー抵抗を
用いたディジタル・アナログ変換器(以下「DAC」と
いう。)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital-to-analog converter (hereinafter referred to as "DAC") using an R-2R ladder resistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のR−2Rラダー抵抗を用いたDA
C、例えば4bitのDAC110においては、図5に
示すようにカレントスイッチ2、3、4、5の差動対1
2、13、14、15を構成する一方のトランジスタ1
2a、13a、14a、15aのコレクタはR−2Rラ
ダー抵抗1に接続され、差動対12、13、14、15
を構成する他方のトランジスタ12b、13b、14
b、15bのコレクタは電源端子Aに接続されており、
R−2Rラダー抵抗1の電源端子Aへの配線とトランジ
スタ12b、13b、14b、15bのコレクタの電源
端子Aへの配線は別々の配線により引き出され、1つの
電源端子Aに接続されていた。また、各bitへの入力
コードは各差動対12、13、14、15のベースに入
力される。
2. Description of the Related Art A DA using a conventional R-2R ladder resistor is used.
C, for example, in a 4-bit DAC 110, the differential pair 1 of the current switches 2, 3, 4, 5 as shown in FIG.
One of transistors 1, 2, 13, 14 and 15
The collectors of 2a, 13a, 14a and 15a are connected to the R-2R ladder resistor 1, and the differential pairs 12, 13, 14, 15
The other transistors 12b, 13b, 14
The collectors of b and 15b are connected to the power supply terminal A,
The wiring to the power supply terminal A of the R-2R ladder resistor 1 and the wiring to the power supply terminal A of the collectors of the transistors 12b, 13b, 14b, and 15b were led out by separate wirings and connected to one power supply terminal A. The input code to each bit is input to the base of each differential pair 12, 13, 14, 15.

【0003】接点A〜接点B間の配線長L1 は、電源端
子の配置によっては数mm程度になる場合がある。そし
て、接点A〜接点B間の配線抵抗RL1は、配線幅が一定
であるときには配線長L1 に比例して大きくなることは
一般に知られている。また、接点B〜接点C、接点C〜
接点D、接点D〜接点E間にも同様にRL2、RL3、R L4
が存在するが、それぞれの配線長、L2 、L3 の長さは
数十μm程度でL1 にに比べ充分に短く、RL1》RL2
L1》RL3L1》RL4と考えられるので無視できるものと
する。
The wiring length L between contacts A and B1Is the power end
It may be several mm depending on the arrangement of the child. Soshi
And the wiring resistance R between the contacts A and BL1Has a fixed wiring width
Is the wiring length L1Can increase in proportion to
Generally known. Also, contact B to contact C, contact C
Contact D, and between contact D and contact E, RL2, RL3, R L4
Exists, but each wiring length, LTwo, LThreeThe length of
L at about tens of μm1Is much shorter thanL1》 RL2R
L1》 RL3RL1》 RL4It can be ignored because it is considered
I do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来例の
DACでは、トランジスタ12a、13a、14a、1
5aのON、OFFの状態により接点A〜接点B間を流
れる電流値が変化し、R L1の電位降下も同様に変化する
ため、ディジタル入力コードに比例したDAC出力電圧
が得られず、図6に示すような直線性誤差を示す変換特
性となり、DAC出力に悪い影響を与えていた。
However, this prior art example
In the DAC, transistors 12a, 13a, 14a, 1
5a flows between the contact points A and B depending on the ON / OFF state of 5a.
Current value changes, R L1Changes in the same way
Therefore, the DAC output voltage is proportional to the digital input code.
Cannot be obtained, and a conversion characteristic indicating a linearity error as shown in FIG.
And adversely affect the DAC output.

【0005】本発明の目的は、電源配線等の配線抵抗に
よる直線性誤差の少ないR−2Rラダー抵抗形のディジ
タル・アナログ変換器を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an R-2R ladder resistor type digital / analog converter in which a linearity error due to wiring resistance of a power supply wiring or the like is small.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、第1のR−2Rラダー抵抗
1と第2のR−2Rラダー抵抗6を有し、該第1のR−
2Rラダー抵抗1と該第2のR−2Rラダー抵抗6のそ
れぞれが、任意の第1の抵抗を有する第1の配線と、該
第1の配線から接続される任意の第2の抵抗を有する第
2の配線と、該第2の配線から接続される任意の第3の
抵抗を有する第3の配線とを有する合成配線を多段に有
し、2番目以降の段においては、前段の合成配線の第1
の配線と、後段の合成配線の第1の配線と第2の配線の
接続点とが接続されると共に、前段の合成配線の第3の
配線と、後段の合成配線の第2の配線と第3の配線の接
続点とが接続されて、最終段においては、最終段の合成
配線の第1の配線と第3の配線とが任意の抵抗を介して
接続され、前記第1のR−2Rラダー抵抗1の最前段に
おいては、電源端子Aから最前段の合成配線の第1の配
線と第2の配線の接続点に電源が供給されると共に、該
合成配線の第2の配線と第3の配線の接続点からディジ
タル・アナログ変換出力が出力され、前記第1のR−2
Rラダー抵抗1と前記第2のR−2Rラダー抵抗6と
は、多段に接続された合成配線の各々の第1の配線から
構成される電源配線A〜Eに関して対称に設けられ、前
記第1のR−2Rラダー抵抗1の多段に連なる合成配線
の各々の第2の配線と第3の配線の接続点が各々の第1
のトランジスタ12a,13a,14a,15aのコレク
タに接続され、前記第2のR−2Rラダー抵抗6の多段
に連なる合成配線の各々の第2の配線と第3の配線の接
続点が各々の第2のトランジスタ12b,13b,14
b,15bのコレクタに接続されて一対として構成され
る各々の差動対12,13,14,15を有し、該各々
の差動対12,13,14,15の共通するエミッタが
各々一の定電流源22,23,24,25に接続されて
なる各々のカレントスイッチ2,3,4,5を備えるよ
うに構成される。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a first R-2R ladder resistor 1 and a second R-2R ladder resistor 6, and the R of 1
Each of the 2R ladder resistor 1 and the second R-2R ladder resistor 6 has a first wiring having an arbitrary first resistance and an arbitrary second resistance connected from the first wiring. In a multi-stage composite wiring having a second wiring and a third wiring having an arbitrary third resistance connected from the second wiring, a composite wiring of a preceding stage is provided in the second and subsequent stages. First
Is connected to the connection point of the first wiring and the second wiring of the subsequent combined wiring, and the third wiring of the preceding combined wiring, the second wiring and the second combined wiring of the subsequent combined wiring are connected to each other. In the final stage, the first wiring and the third wiring of the final stage combined wiring are connected via an arbitrary resistor, and the first R-2R In the forefront stage of the ladder resistor 1, power is supplied from the power supply terminal A to a connection point between the first and second wirings of the foreground combined wiring, and the second and third wirings of the combined wiring are connected to each other. A digital-to-analog conversion output is output from a connection point of the wiring of the first R-2.
The R ladder resistor 1 and the second R-2R ladder resistor 6 are provided symmetrically with respect to power supply wirings A to E each of which is a first wiring of a multi-stage combined wiring, and The connection point between the second wiring and the third wiring of the combined wirings connected in multiple stages of the R-2R ladder resistor 1
Connected to the collectors of the transistors 12a, 13a, 14a, and 15a of the second R-2R ladder resistor 6, and the connection point between the second wiring and the third wiring of the combined wirings connected in multiple stages of the second R-2R ladder resistor 6 2 transistors 12b, 13b, 14
b, 15b, each of which has a pair of differential pairs 12, 13, 14, 15 configured as a pair, and each differential pair 12, 13, 14, 15 has a common emitter. , The current switches 2, 3, 4, and 5 connected to the constant current sources 22, 23, 24, and 25, respectively.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【作用】請求項1記載の発明によれば、トランジスタ1
2a,13a,14a,15aとトランジスタ12b,
13b,14b,15bとが電源配線(A〜E)から見
て対称に接続されるので、配線抵抗RL4,RL3,RL2
L1に流れる電流は、トランジスタ12a,13a,1
4a,15aがオンしたときもトランジスタ12b,1
3b,14b,15bがオンしたときも等しい値であ
り、カレントスイッチ2,3,4,5のオン・オフ状態
によって節点D〜E,C〜D,B〜C,A〜B間の電位
差は変動しない。
According to the first aspect of the present invention, the transistor 1
2a, 13a, 14a, 15a and the transistor 12b,
13b, 14b, and 15b are symmetrically connected to the power supply wirings (A to E), so that the wiring resistances R L4 , R L3 , R L2 ,
The current flowing through R L1 is determined by transistors 12a, 13a, 1
When the transistors 4a and 15a are turned on, the transistors 12b and 1
3b, 14b, and 15b have the same value when they are turned on, and the potential difference between the nodes D to E, C to D, B to C, and A to B depends on the on / off state of the current switches 2, 3, 4, and 5. Does not fluctuate.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。第1実施例図1に本発明の第1実施例を示
す。図1は、4bitのDACの例を示している。この
DAC100Aにおいて、カレントスイッチ2、3、
4、5の差動対12、13、14、15を構成するトラ
ンジスタ12a、13a、14a、15aのコレクタは
R−2Rラダー抵抗1に接続され、トランジスタ12
b、13b、14b、15bのコレクタは電源端子端子
AとR−2Rラダー抵抗1側の接点Bに接続されてい
る。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of a 4-bit DAC. In this DAC 100A, the current switches 2, 3,
The collectors of the transistors 12a, 13a, 14a, and 15a forming the differential pairs 12, 13, 14, 15 of 4, 5 are connected to the R-2R ladder resistor 1, and
The collectors of b, 13b, 14b and 15b are connected to the power supply terminal A and the contact B on the R-2R ladder resistor 1 side.

【0011】このように、トランジスタ12b、13
b、14b、15bのコレクタを全て接点Bに接続する
ことにより、接点A−接点B間の配線抵抗RL1にはR−
2Rラダー抵抗1に接続されるトランジスタ12a、1
3a、14a、15aのON、OFFの状態によらず電
流値4Iの一定電流が流れるため、配線抵抗RL1の電位
降下は一定のレベルシフトになり、図4のように直線性
誤差に影響を与えることはない。
As described above, the transistors 12b and 13
By connecting all the collectors b, 14b and 15b to the contact B, the wiring resistance R L1 between the contact A and the contact B becomes R-
The transistors 12a, 1a connected to the 2R ladder resistor 1
3a, 14a, 15a ON, and since a constant current flows in the current 4I regardless of the state OFF, the potential drop of the wiring resistance R L1 becomes constant level shift, the influence on the linearity error as in FIG. 4 I will not give.

【0012】第2実施例次に、図2に本発明の第2実施
例を示す。図2は4bitのDACの例を示している。
このDAC100Bと第1実施例のDAC100Aとの
違いは、トランジスタ12b、13b、14b、15b
のコレクタをR−2Rラダー抵抗1の接点B、C、D、
Eにそれぞれ接続していることである。この場合も接点
A〜接点B間の電流はトランジスタ12a、13a、1
4a、15aのON、OFFの状態によらず一定とな
り、配線抵抗RL1の電位降下による直線性誤差の影響を
キャンセルすることができる。また図5の従来例の説明
では無視できるとしたRL2、RL3、RL4の影響も減少さ
せることができる。
Second Embodiment Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an example of a 4-bit DAC.
The difference between the DAC 100B and the DAC 100A of the first embodiment is that the transistors 12b, 13b, 14b, 15b
Are connected to the contacts B, C, D, of the R-2R ladder resistor 1.
E respectively. Also in this case, the current between the contact A and the contact B is the transistor 12a, 13a, 1
It becomes constant irrespective of the ON / OFF state of 4a and 15a, and the effect of the linearity error due to the potential drop of the wiring resistance RL1 can be canceled. In addition, the effects of R L2 , R L3 , and R L4 which can be ignored in the description of the conventional example of FIG. 5 can be reduced.

【0013】各bitが0111から1000(0:ト
ランジスタ12a〜15aがOFF、1:トランジスタ
12a〜15aがON)に変化する時の接点A〜接点B
間、接点B〜接点C間、接点C〜接点D間、接点D〜接
点E間に流れる電流の変化を第1実施例と第2実施例と
についてまとめたものが表1、表2である。表1、表2
からわかるように、第2実施例では、第1実施例に比
べ、RL2、RL3、RL4に流れる電流の変化が小さくなっ
ている。
Contacts A and B when each bit changes from 0111 to 1000 (0: transistors 12a to 15a are off, 1: transistors 12a to 15a are on)
Tables 1 and 2 summarize changes in the current flowing between the contacts B and C, between the contacts C and D, and between the contacts D and E for the first embodiment and the second embodiment. . Table 1, Table 2
As can be seen from the graph, in the second embodiment, the change in the current flowing through R L2 , R L3 , and R L4 is smaller than in the first embodiment.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】[0015]

【表2】 [Table 2]

【0016】第3実施例次に、図3に本発明の第3実施
例を示す。図3は4bitのDACの例を示している。
このDAC100Cでは、トランジスタ12b、13
b、14b、15bのコレクタを他のR−2Rラダー抵
抗6を通してそれぞれ接点B、C、D、Eに接続する。
これにより接点A〜接点B間の配線抵抗RL1の他に接点
B〜接点C、接点C〜接点D、接点D〜接点E間の配線
抵抗RL2、RL3、RL4にも各bitの論理に関係なく一
定電流が流れるため、接点A〜E間の配線抵抗による直
線性誤差の影響を全てキャンセルすることができる。
Third Embodiment Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an example of a 4-bit DAC.
In the DAC 100C, the transistors 12b and 13
The collectors of b, 14b and 15b are connected to the contacts B, C, D and E through other R-2R ladder resistors 6, respectively.
Thus in addition to the contact B~ contact C of the wiring resistance R L1 between the contacts A~ contacts B, contact C~ contacts D, also the wiring resistance R L2, R L3, R L4 between the contact points D~ contact E of each bit Since a constant current flows irrespective of the logic, all the effects of the linearity error due to the wiring resistance between the contacts A to E can be canceled.

【0017】この第3実施例ではRL1、RL2、RL3、R
L4の影響を完全にキャンセルすることができるが、新た
に他のR−2Rラダー抵抗6を追加する必要がある。一
方、第2実施例では、従来例の電源配線の接続を変更す
るのみでRL1の影響をキャンセルし、RL2、RL3、RL4
の影響を小さく抑えることができるという違いがある。
In the third embodiment, R L1 , R L2 , R L3 , R
Although the influence of L4 can be completely canceled, another R-2R ladder resistor 6 needs to be newly added. On the other hand, in the second embodiment, it cancels only the influence of R L1 to change the connection of a conventional example of a power supply wiring, R L2, R L3, R L4
There is a difference in that the effect of can be kept small.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
R−2Rラダー抵抗を用いるDACにおいてR−2Rラ
ダー抵抗から電源端子への配線の配線抵抗による直線性
誤差を無くすことができ、DACの性能向上に寄与しう
るという利点を有する。
As described above, according to the present invention,
In a DAC using an R-2R ladder resistor, there is an advantage that a linearity error due to the wiring resistance of the wiring from the R-2R ladder resistor to the power supply terminal can be eliminated, which can contribute to the performance improvement of the DAC.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例のD/A変換特性を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing D / A conversion characteristics of the first embodiment of the present invention.

【図5】従来例のディジタル・アナログ変換器の構成を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional digital-to-analog converter.

【図6】従来例のディジタル・アナログ変換器のD/A
変換特性を示す図である。
FIG. 6 shows a D / A of a conventional digital / analog converter.
FIG. 4 is a diagram illustrating conversion characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…R−2Rラダー抵抗2、3、4、5…カレントスイ
ッチ12、13、14、15…差動対12a、13a、
14a、15a…トランジスタ12b、13b、14
b、15b…トランジスタ22、2、24、25…定電
流源100A、100B、100C、110…ディジタ
ル・アナログ変換器A…電源端子B、C、D、E…接点
F…DAC出力端子L1 、L2 、L3 、L4 …配線長R
…抵抗RL1、RL2、RL3、RL4…配線抵抗
1 ... R-2R ladder resistor 2,3,4,5 ... current switch 12,13,14,15 ... differential pair 12a, 13a,
14a, 15a ... transistors 12b, 13b, 14
b, 15b transistors 22, 2, 24, 25 constant current sources 100A, 100B, 100C, 110 digital-to-analog converter A power terminals B, C, D, E contacts F DAC output terminals L 1 , L 2 , L 3 , L 4 ... wiring length R
… Resistance RL1 , RL2 , RL3 , RL4 … Wiring resistance

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のR−2Rラダー抵抗(1)と第2
のR−2Rラダー抵抗(6)を有し、該第1のR−2R
ラダー抵抗(1)と該第2のR−2Rラダー抵抗(6)
のそれぞれが、任意の第1の抵抗を有する第1の配線
と、該第1の配線から接続される任意の第2の抵抗を有
する第2の配線と、該第2の配線から接続される任意の
第3の抵抗を有する第3の配線とを有する合成配線を多
段に有し、2番目以降の段においては、前段の合成配線
の第1の配線と、後段の合成配線の第1の配線と第2の
配線の接続点とが接続されると共に、前段の合成配線の
第3の配線と、後段の合成配線の第2の配線と第3の配
線の接続点とが接続されて、最終段においては、最終段
の合成配線の第1の配線と第3の配線とが任意の抵抗を
介して接続され、 前記第1のR−2Rラダー抵抗(1)の最前段において
は、電源端子(A)から最前段の合成配線の第1の配線
と第2の配線の接続点に電源が供給されると共に、該合
成配線の第2の配線と第3の配線の接続点からディジタ
ル・アナログ変換出力が出力され、 前記第1のR−2Rラダー抵抗(1)と前記第2のR−
2Rラダー抵抗(6)とは、多段に接続された合成配線
の各々の第1の配線から構成される電源配線(A〜E)
に関して対称に設けられ、 前記第1のR−2Rラダー抵抗(1)の多段に連なる合
成配線の各々の第2の配線と第3の配線の接続点が各々
の第1のトランジスタ(12a,13a,14a,15
a)のコレクタに接続され、前記第2のR−2Rラダー
抵抗(6)の多段に連なる合成配線の各々の第2の配線
と第3の配線の接続点が各々の第2のトランジスタ(1
2b,13b,14b,15b)のコレクタに接続され
て一対として構成される各々の差動対(12,13,1
4,15)を有し、該各々の差動対(12,13,1
4,15)の共通するエミッタが各々一の定電流源(2
2,23,24,25)に接続されてなる各々のカレン
トスイッチ(2,3,4,5)を備えた、 ことを特徴とするディジタル・アナログ変換器。
A first R-2R ladder resistor and a second R-2R ladder resistor;
R-2R ladder resistor (6), and the first R-2R
Ladder resistance (1) and the second R-2R ladder resistance (6)
Each have an arbitrary first resistance
And an arbitrary second resistor connected from the first wiring.
A second wiring to be connected, and an arbitrary
A large number of composite wirings including the third wiring having the third resistance are provided.
For the second and subsequent stages, the composite wiring of the previous stage
Of the composite wiring of the subsequent stage and the second wiring
The connection point of the wiring is connected, and the
A third wiring, and a second wiring and a third wiring of the subsequent composite wiring.
The connection point of the line is connected, and in the final stage, the final stage
The first and third wirings of the composite wiring of FIG.
At the forefront of the first R-2R ladder resistor (1).
Is the first wiring of the first-stage combined wiring from the power supply terminal (A)
Power is supplied to the connection point between the
Digital is connected from the connection point between the second wiring and the third wiring of the formed wiring.
Le analog conversion output is output, the first R-2R ladder resistor (1) and the second R-
2R ladder resistor (6) is a composite wiring connected in multiple stages
Power supply wirings (A to E) composed of respective first wirings
And the multi-stage combination of the first R-2R ladder resistor (1) is provided.
The connection point of each of the second wiring and the third wiring of the formed wiring is
Of the first transistors (12a, 13a, 14a, 15
a) the second R-2R ladder connected to the collector of
Second wiring of each of multi-stage combined wirings of resistance (6)
The connection point of the third wiring and each of the second transistors (1
2b, 13b, 14b, 15b)
Each differential pair (12, 13, 1
4,15), and each differential pair (12,13,1)
4, 15) are connected to one constant current source (2
2, 23, 24, 25)
A digital-to-analog converter, comprising a digital switch (2, 3, 4, 5) .
JP2403187A 1990-12-18 1990-12-18 Digital to analog converter Expired - Lifetime JP2703120B2 (en)

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