JP2734029B2 - Series-parallel AD converter - Google Patents

Series-parallel AD converter

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JP2734029B2
JP2734029B2 JP31120288A JP31120288A JP2734029B2 JP 2734029 B2 JP2734029 B2 JP 2734029B2 JP 31120288 A JP31120288 A JP 31120288A JP 31120288 A JP31120288 A JP 31120288A JP 2734029 B2 JP2734029 B2 JP 2734029B2
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日出行 近藤
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直並列形AD変換器に関し、特に直並列形AD変
換器を構成する等電流加算形DA変換器の配置と布線方法
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a serial-parallel A / D converter, and more particularly, to an arrangement of an equal current addition type D / A converter constituting a serial-parallel A / D converter and a wiring method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は直並列形AD変換器の一例を示すブロック図で
ある。動作原理は、まず第1の並列形AD変換器1により
mビットにAD変換して上位ビットを決定する。同時にDA
変換器2により前記AD変換値に応じたアナログ出力を得
る。次に入力信号と前記アナログ出力との差分を第2の
並列形AD変換器5によりnビットにAD変換して下位ビッ
トを得る。サンプルホールド4は第2のAD変換器がデー
タを取り込むまでアナログ入力信号を保持している。こ
の方式の特徴は、mビットのAD変換器とnビットのAD変
換器を用いてm+n−1ビットのAD変換器を得ることが
出来る為、全並列形に比べ少ない回路素子で高精度のAD
変換器を実現出来ることにある。一方、サンプルホール
ド回路とDA変換器はm+n−1ビットの精度が要求され
る。DA変換器の構成方法は種々あるが一例として第5図
に示す電流出力回路の入力を前記第1のAD変換器を構成
する2m個のコンパレータ出力に接続して電流出力端子
0,▲▼を相互に接続した等電流加算形DA変換器
がある。このDA変換器の精度は電流出力回路の出力電流
のバラツキで決る。出力電流のバラツキはトランジスタ
3及び抵抗R1からなる定電流回路の出力電流値のバラ
ツキが支配的である。このトランジスタQ3のベース電
位VBを与えるバイアス回路は第6図に示すように、基
準電圧VREFを基準抵抗RREF+を介して入力する増幅器
1からなる出力回路と、増幅器1の出力VBにベースが
接続された電流検出トランジスタQA及び抵抗RAからな
る電圧−電流変換回路とから構成される。このような等
電流加算形DA変化器の配置は第3図(a)に示すよう
に、第1のAD変換器を構成するコンパレータブロックCO
MP1〜COMP32の各々のブロック内に前記第5図に示した
電流出力回路を1つ内蔵して当該コンパレータブロック
を並列に配置し、バイアス配線3、接地配線2等の共通
配線をブロック上に配置し前記第6図に示したバイアス
回路のブロック1の所定の端子と接続している。又ブロ
ック内には第3図(b)に示すようにトランジスタQn
と抵抗Rn,Rn′及びトランジスタQnのベースとバイア
ス配線3とを接続する配線4とスルーホール9及びトラ
ンジスタQnのエミッタと抵抗Rnを接続する配線4′及
び抵抗Rnと抵抗Rn′を接続する配線4″及び抵抗
n′と接地配線2とを接続する配線4″とスルーホー
ル9′により前記第5図に示した定電流回路を構成して
いる。尚第3図(a)では第1のAD変換器が5ビットの
場合を示している。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a serial-parallel AD converter. The principle of operation is that the first parallel AD converter 1 performs AD conversion to m bits to determine the upper bits. At the same time DA
An analog output corresponding to the AD conversion value is obtained by the converter 2. Next, the difference between the input signal and the analog output is AD-converted into n bits by the second parallel AD converter 5 to obtain lower bits. The sample hold 4 holds the analog input signal until the second AD converter takes in the data. The feature of this method is that an m + n-1 bit AD converter can be obtained using an m-bit AD converter and an n-bit AD converter.
A converter can be realized. On the other hand, the sample-and-hold circuit and the DA converter are required to have an accuracy of m + n-1 bits. There are various methods for configuring the DA converter. As an example, the input of the current output circuit shown in FIG. 5 is connected to the 2 m comparator outputs constituting the first AD converter, and the current output terminals I 0 , ▲ There is an equal current addition type DA converter in which ▼ is connected to each other. The accuracy of this DA converter is determined by the variation of the output current of the current output circuit. Variations in the output current the variation of the output current value of the constant current circuit consisting of transistors Q 3 and resistor R1 are dominant. As the bias circuit providing a base potential V B of the transistor Q 3 are shown in FIG. 6, an output circuit consisting of amplifier 1 for inputting a reference voltage V REF through a reference resistor R REF +, the amplifier 1 output V B base is connected to the current detection transistors Q a and the voltage a resistor R a - composed of the current conversion circuit. As shown in FIG. 3 (a), such an equal current addition type DA changer is arranged in a comparator block CO constituting a first AD converter.
One of the current output circuits shown in FIG. 5 is incorporated in each of the blocks MP1 to COMP32, the comparator blocks are arranged in parallel, and the common wiring such as the bias wiring 3 and the ground wiring 2 is arranged on the block. It is connected to a predetermined terminal of the block 1 of the bias circuit shown in FIG. Transistor Q n as also in the block shown in FIG. 3 (b)
And the resistance R n, R n 'and the transistor Q n of the base and the bias lines 3 and connecting the wiring 4 and the through hole 9 and the transistor Q emitter to a resistor R n lines of n 4' and the resistor R n resistance constitute a constant current circuit shown in the FIG. 5 by the through-hole 9 '''lines 4 to be connected to and the resistor R n lines connecting the 4' and the ground line 2 "R n. FIG. 3A shows a case where the first AD converter has 5 bits.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の直並列形AD変換器を構成する等電流加
算形DA変換器は、並列に配置されたコンパレータブロッ
クの数が多い為、コンパレータブロック上に配置した電
流出力回路の共通配線も長くなる。例えばコンパレータ
ブロックの高さを80μとすると共通配線長は約2.6mmあ
る。共通配線のうち特に接地配線は前記電流出力回路を
構成する定電流回路の電流が加算されて大きな電流が流
れるので、布線長が長くなるとその布線抵抗によりバイ
アス源から離れるにしたがって接地電位が上昇する為電
流出力回路の出力電流がバイアス源から離れるほど減少
する。これによりDA変換器のデジタル入力が1LSB変化し
たときの出力電流の変化量が一定とならないので微分誤
差が生じ、さらに単調性があるので積分誤差として積算
されて精度を低下させる欠点がある。又、電流出力回路
の定電流トランジスタのエミッタ電位は0.5〜1Vに設定
されその電流値は消費電力との兼ね合いから50〜100μ
Aに選ばれるのでエミッタ抵抗値は5〜10KΩとなる。
一方コンバレータブロックは80μ程度の高さであるので
このようなブロックに前記エミッタ抵抗を配置する場
合、従来例では抵抗長が制限を与えられる。又各電流出
力回路の出力電流のずれを防止してDA変換精度の低下を
防止するには定電流回路のエミッタ抵抗の幅と抵抗長を
大きくして抵抗相対精度を向上する必要があるが、従来
例では抵抗長に制限がある為ブロック内の配線をさけな
がら数本の抵抗を直列接続して配置するか数回おり返し
て抵抗を配置する必要があり前者はブロック面積が増加
する欠点があり、後者は抵抗精度が低下する欠点があ
る。さらにブロック単位で各定電流トランジスタのエミ
ッタ抵抗が分離されている為、基板上の位置による抵抗
幅のずれや抵抗層の濃度の変化による抵抗相対精度の低
下により生じるDA変換器の微分誤差がさけられない欠点
がある。又、バイアス回路に配置された前記電流検出ト
ランジスタに流れる電流IREFに対し、電流出力回路の
出力電流は前記バイアス回路から離れるにしたがって前
記接地配線の布線抵抗の影響により出力電流が減少する
ので、前記基準電圧VREFと基準抵抗RREF及び電流I
REFであらかじめ設計したDA変換器のフルスケール電圧
に対しずれが生じる欠点がある。基準電圧を外部から供
給する場合はこの電位を調整することによりフルケール
電圧を設計値に設定出来るが、これには基準電圧供給用
端子及びDA変換器の出力端子を設ける必要があり調整も
必要となる。前述したように直並列形AD変換器は少ない
素子数で高精度のAD変換器を実現出来る反面、内蔵した
DA変換器には最終精度が要求されるので精度に対する要
求が厳しく従来技術では上記問題点があった。
The equal current addition type DA converter that constitutes the conventional serial-parallel type AD converter described above has a large number of comparator blocks arranged in parallel, so that the common wiring of the current output circuit arranged on the comparator block also becomes long. . For example, if the height of the comparator block is 80 μm, the common wiring length is about 2.6 mm. Of the common wires, especially the ground wire, a large current flows by adding the current of the constant current circuit constituting the current output circuit. Therefore, when the wiring length increases, the ground potential increases as the distance from the bias source increases due to the wiring resistance. Since the output current increases, the output current of the current output circuit decreases as the distance from the bias source increases. As a result, since the amount of change in the output current when the digital input of the DA converter changes by 1 LSB is not constant, a differential error occurs. Further, since there is monotonicity, there is a disadvantage that the accuracy is reduced due to integration as an integral error. The emitter potential of the constant current transistor of the current output circuit is set to 0.5 to 1 V, and the current value is 50 to 100 μm in consideration of power consumption.
Since A is selected, the emitter resistance value is 5 to 10 KΩ.
On the other hand, since the converter block has a height of about 80 μm, when the emitter resistor is arranged in such a block, the resistance length is limited in the conventional example. In order to prevent the output current deviation of each current output circuit and prevent the DA conversion accuracy from lowering, it is necessary to increase the width and length of the emitter resistor of the constant current circuit to improve the relative resistance accuracy. In the conventional example, since the resistance length is limited, it is necessary to arrange several resistors in series while avoiding the wiring in the block or arrange them several times repeatedly and arrange the resistors.The former has the disadvantage that the block area increases. The latter has the disadvantage that the resistance accuracy is reduced. In addition, since the emitter resistance of each constant current transistor is separated in block units, differential errors of the DA converter caused by a shift in resistance width due to the position on the substrate and a decrease in the relative resistance accuracy due to a change in the concentration of the resistance layer are avoided. There are drawbacks that cannot be achieved. Further, with respect to the current I REF flowing through the current detection transistor disposed in the bias circuit, the output current of the current output circuit decreases as the distance from the bias circuit decreases due to the influence of the wiring resistance of the ground wiring. , The reference voltage V REF , the reference resistance R REF and the current I
There is a disadvantage that a deviation occurs with respect to the full-scale voltage of the DA converter designed in advance with REF . When a reference voltage is supplied from outside, the full-scale voltage can be set to the design value by adjusting this potential.However, this requires the provision of a reference voltage supply terminal and the output terminal of a DA converter, which also requires adjustment. Become. As described above, the serial-parallel AD converter can realize a high-precision AD converter with a small number of elements, but has a built-in AD converter.
Since the final accuracy is required for the DA converter, the accuracy requirement is severe and the conventional technology has the above-mentioned problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の等電流加算形DA変換器は、電流出力回路を含
むブロックを複数並列配置する手段と、前記電流出力回
路の出力電流を決める共通バイアス回路の少なくとも接
地配線を前記ブロック列を複数に分割して各々布線する
手段と、前記分割した各々の共通バイアス布線の中央に
前記共通バイアス回路の電流検出回路を設ける手段と、
前記電流出力回路の出力電流を決める定電流トランジス
タのエミッタ抵抗を当該定電流トランジスタを配置した
ブロックを含んで複数のブロックに渡って配置する手段
と、当該エミッタ抵抗の一部が上下ブロックのエミッタ
抵抗の一部と隣接配置する手段と、前記電流検出回路を
構成する定電流回路のエミッタ抵抗を当該電流検出回路
に接して配置された前記電流出力回路に渡って配置する
手段と、当該エミッタ抵抗の一部が前記電流出力回路を
構成する定電流回路のエミッタ抵抗の一部と隣接配置す
る手段とを有する。
The equal current addition type DA converter according to the present invention includes a means for arranging a plurality of blocks including a current output circuit in parallel, and dividing at least a ground wiring of a common bias circuit for determining an output current of the current output circuit into a plurality of the block rows. And means for providing a current detection circuit of the common bias circuit at the center of each of the divided common bias wirings,
Means for arranging the emitter resistance of the constant current transistor that determines the output current of the current output circuit over a plurality of blocks including the block in which the constant current transistor is arranged; , Means for arranging the emitter resistance of a constant current circuit constituting the current detection circuit over the current output circuit arranged in contact with the current detection circuit, and means for arranging the emitter resistance of the emitter resistance. Means for arranging a part adjacent to a part of the emitter resistor of the constant current circuit constituting the current output circuit.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。第1
図(a)は本発明の一実施例による等電流加算形DA変換
器の配置を示す平面図である。第1図(b)はコンパレ
ータブロック内部の平面図、第1図(c)は電流検出部
のブロック内部の平面図である。前記第5図に示した電
流出力回路を含んだコンパレータブロックCOMP1〜COMP3
2は2つに分割して配置され、コンパレータブロックCOM
P1〜COMP16にはバイアス配線3A及び接地配線2Aにより前
記電流出力回路の定電流源トランジスタにバイアスVB
が加えられる。又、コンパレータブロックCOMP17〜COMP
32にはバイアス配線3B及び接地配線2Bにより同じく定電
流源トランジスタにバイアスVBが加えられている。バ
イアス配線3A,3B又接地配線2A,2Bは各々コンパレータブ
ロック列の中間に位置したバイアス回路ブロック1の所
で接続されている。さらにコンパレータブロックCOMP1
〜COMP16のほぼ中間部に前記第6図に示したバイアス回
路の電流検出回路4Aが配置され、前記バイアス配線3A及
び接地配線2Aによりバイアスが加えられている。同じく
コンパレータブロックCOMP17〜COMP32の中間部にも電流
検出回路4Bが配置され、バイアス配線3B及び接地配線2B
によりバイアスが加えられている。上記電流検出回路4
A,4Bは第6図に示したように、電流検出用トランジスタ
のコレクタ配線がバイアス回路ブロック1を構成する増
幅器の入力に接続され(第1図(a)では図示せず)電
流出力回路の出力電流を検出している。なお、この場
合、電流検出回路4A,4Bのコレクタ配線同士を結線接続
して増幅器の入力に接続される。又、各電流出力回路の
入力は各々のコンパレータ出力に接続される(図示せ
ず)。又、ブロック内部は第1図(b)に示すようにト
ランジスタQn及び複数のブロックに渡って配置された
抵抗Rn,Rn′及びトランジスタQnのベースとバイアス
配線3とを接続する配線4及びトランジスタQnのエミ
ッタと抵抗Rnを接続する配線4′及び抵抗Rnと抵抗R
n′を接続する配線4″及び抵抗Rn′と接地配線2とを
接続する配線4により前記第5図に示した定電流回路
を構成している。又抵抗RnはコンパレータブロックCOM
Pn+1に含まれる定電流トランジスタ(図示せず)のエミ
ッタ抵抗を構成する抵抗Rn+1′と隣接配置され、抵抗
n′はコンパレータブロックCOMPn-1に含まれる定電流
トランジスタQn-1のエミッタ抵抗を構成する抵抗Rn-1
と隣接配置されている。さらに第1図(c)に示すよう
にトランジスタQA及び複数のブロックに渡って配置さ
れた抵抗RA,RA′及びトランジスタQAのベースとバイ
アス配線3Aとを接続する配線4及びトランジスタQA
エミッタと抵抗RAを接続する配線4′及び抵抗RAと抵
抗RA′を接続する配線4″及び抵抗RA′と接地配線2A
とを接続する配線4によって前記第6図に示した電流
検出回路が構成されている。又抵抗RAはコンパレータ
ブロックCOMP9に含まれる電流出力回路の定電流トラン
ジスタQ9のエミッタ抵抗を構成する抵抗9′と隣接配置
され、抵抗RA′はコンパレータブロックCOMP8に含まれ
る電流出力回路の定電流トランジスタQ2のエミッタ抵
抗を構成する抵抗R8と隣接配置されている。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. First
FIG. 1A is a plan view showing an arrangement of an equal current addition type DA converter according to one embodiment of the present invention. FIG. 1B is a plan view inside the comparator block, and FIG. 1C is a plan view inside the block of the current detection unit. Comparator blocks COMP1 to COMP3 including the current output circuit shown in FIG.
2 is divided into two parts, and the comparator block COM
P1~COMP16 constant current source transistor to a bias V B of the current output circuit by the bias line 3A and the ground line 2A in
Is added. In addition, comparator blocks COMP17 to COMP
32 bias V B is applied to the same constant current source transistor by bias line 3B and a ground line 2B to. The bias wires 3A and 3B and the ground wires 2A and 2B are connected at a bias circuit block 1 located in the middle of the comparator block row. Comparator block COMP1
A current detection circuit 4A of the bias circuit shown in FIG. 6 is arranged at a substantially intermediate portion of the circuit 16 through COMP16, and a bias is applied by the bias wiring 3A and the ground wiring 2A. Similarly, a current detection circuit 4B is arranged in an intermediate portion of the comparator blocks COMP17 to COMP32, and a bias wiring 3B and a ground wiring 2B are provided.
Bias. Current detection circuit 4
In FIGS. 6A and 6B, as shown in FIG. 6, the collector wiring of the current detecting transistor is connected to the input of the amplifier constituting the bias circuit block 1 (not shown in FIG. 1A). Output current is being detected. In this case, the collector wires of the current detection circuits 4A and 4B are connected and connected to the input of the amplifier. The input of each current output circuit is connected to each comparator output (not shown). The block inside wiring connecting the base and the bias line 3 of FIG. 1 transistor as shown in (b) Q n and a resistor R n which is arranged over a plurality of blocks, R n 'and the transistor Q n 4 and transistors Q emitter to a resistor R n lines of n 4 'and the resistor R n and the resistor R
constitute a constant current circuit shown in the FIG. 5 by a wire 4 for connecting n and 'wiring connecting the 4' and the resistor R n 'and the ground line 2. The resistance R n comparators block COM
P n + constant current transistor included in the first resistor to the emitter resistor (not shown) R n + 1 'and disposed adjacent the resistor R n' is a constant current transistor Q included in the comparator block COMP n-1 The resistance R n-1 that forms the n-1 emitter resistance
And are arranged adjacently. Furthermore Figure 1 transistor as shown in (c) Q A and the resistor R A, which is arranged over a plurality of blocks, R A 'and the transistor Q A base and bias line 3A connects the wire 4 and the transistor Q wiring connecting the emitter and the resistor R a of the a 4 'and the resistor R a resistor R a' line connecting the 4 'and the resistor R a' and the ground line 2A
The current detection circuit shown in FIG. The resistor R A is arranged adjacent to a resistor 9 ′ forming the emitter resistor of the constant current transistor Q 9 of the current output circuit included in the comparator block COMP 9 , and the resistor R A ′ is a resistor for the current output circuit included in the comparator block COMP 8. a resistor R 8 to the emitter resistance of the current transistor Q 2 are adjacently disposed.

上述した本発明による等電流加算形DA変換器は、DA変
換器を構成する電流出力回路を含んだコンパレータブロ
ック列を2分割して、各々に前記電流出力回路のバイア
ス電位を加える構造となっている為、バイアス源からの
接地配線の布線長が従来の1/2になる。これにより接地
配線の電位上昇は接地電流も1/2になることから従来の1
/4の上昇となる。従って電流出力回路の出力電流の変化
も従来の1/4になりDA変換器の精度を4倍に改善する。
又、バイアス回路の電流検出回路が各コンパレータ列の
中央に配置されているので当該電流検出回路の接地電位
は端部(COMP1及びCOMP32)の電位上昇のほぼ1/2にな
る。バイアス回路は当該電流検出回路の電流値IREF
基準電圧VREF及び基準抵抗RREFから定まる値になるよ
うに動作するので、当該電流検出回路より接地電位上昇
の少ない電流出力回路は出力電流が増加し、逆に接地電
位上昇の高い電流出力回路の出力電流は減少し、その増
減量は電流検出回路がコンパレータブロック列の中間に
あること、及びコンパレータブロック列の配置が等間隔
であり接地配線に流れ込む定電流源の電流が同じことか
ら同一になる。すなわち、電流検出回路をコンパレータ
ブロック列の中間に配置しているため、バイアス回路か
ら見て電流検出回路より遠くに配置されているコンパレ
ータブロックと近くに配置されているコンパレータブロ
ックで接地配線の配線抵抗による出力電流への影響は相
殺される。従って、接地配線抵抗を0とした理想的な場
合と出力電流の総和は変わらないので、前記基準電圧V
REF及び基準抵抗RREF及び電流IREFで設定したDA変換
器のフルスケール電圧は変化しない。電流検出回路は2
個に増えるが基準電圧VREF及び基準抵抗RREFを適当に
設計することにより電流IREFを従来と同一値に出来
る。なお、一つのバイアス回路に対して電流検出回路を
n個設ける場合は、それぞれ電流検出回路のコレクタ出
力同士を結線接続して増幅器の+入力に接続するとI
REFはn倍になるので、基準抵抗RREF+の値を1/nにすれ
ばよいことは言うまでもない。又、分割した接地配線の
布線方法及びコンパレータブロックの配列が同一であれ
ば電流検出回路はどちらか一方のみ配置しても同じ効果
を得ることが出来る。さらに第1図(b)に示すように
定電流トランジスタQnのエミッタ抵抗が複数のブロッ
クに渡って配置されている為、従来ブロック高さからブ
ロック内部の配線領域を除いた領域内に配置を制限され
ていたエミッタ抵抗をブロック高さとほぼ同寸法まで抵
抗長をのばすことが出来る為、ブロック面積を増すこと
なく高抵抗を得ることが出来る。又、抵抗長を従来より
長く出来る為コンタクト抵抗の抵抗値にしめる割合が従
来より小さくなりコンタクト抵抗のバラツキに起因する
抵抗の相対精度のずれが改善される。さらにエミッタ抵
抗を構成する抵抗が上下の定電流回路のエミッタ抵抗を
構成する抵抗と隣接配置しているので抵抗幅及び抵抗体
の濃度のバラツキに起因する抵抗値のずれの整合が取れ
る為、定電流源回路のエミッタ抵抗の相対精度を従来よ
り改善出来る。従って電流出力回路の出力電流のずれが
改善されて従来よりDA変換器の微分誤差を少なくするこ
とが出来る。さらに第1図(c)に示すように電流検出
回路を構成する定電流回路のエミッタ抵抗が当該ブロッ
クの両側に配置したコンパレータブロックの電流出力回
路の定電流トランジスタのエミッタ抵抗の一部と隣接配
置している為、当該電流出力回路の出力電流と電流検出
回路の電流は従来に比べより整合が取れる為DA変換器の
フルスケール電圧はより精度良く設定出来る。
The above-described equal current addition type DA converter according to the present invention has a structure in which a comparator block row including a current output circuit forming a DA converter is divided into two, and a bias potential of the current output circuit is applied to each of them. Therefore, the wiring length of the ground wiring from the bias source becomes half of the conventional length. As a result, the rise in the potential of the ground wiring also reduces the ground current by half.
/ 4 rise. Therefore, the change of the output current of the current output circuit is reduced to 1/4 of the conventional one, and the accuracy of the DA converter is improved four times.
In addition, since the current detection circuit of the bias circuit is arranged at the center of each comparator row, the ground potential of the current detection circuit becomes almost half of the potential rise at the ends (COMP1 and COMP32). The bias circuit operates so that the current value I REF of the current detection circuit becomes a value determined from the reference voltage V REF and the reference resistance R REF. The output current of the current output circuit that increases and conversely increases the ground potential decreases.The amount of increase or decrease is determined by the fact that the current detection circuit is in the middle of the comparator block row, Are constant because the currents of the constant current sources flowing into the current sources are the same. In other words, since the current detection circuit is arranged in the middle of the comparator block row, the wiring resistance of the ground wiring is determined by the comparator block arranged farther from the current detection circuit and the comparator block arranged closer to the bias circuit. The effect on the output current due to is canceled out. Therefore, the sum of the output currents does not change from the ideal case where the ground wiring resistance is set to 0.
Full-scale voltage of the DA converter configured in REF and reference resistor R REF and the current I REF is not changed. The current detection circuit is 2
By appropriately designing the reference voltage VREF and the reference resistance R REF , the current I REF can be made the same value as the conventional one. When n current detection circuits are provided for one bias circuit, the collector outputs of the current detection circuits are connected and connected to the + input of the amplifier.
Since REF is multiplied by n, it goes without saying that the value of the reference resistor R REF + may be set to 1 / n. If the wiring method of the divided ground wiring and the arrangement of the comparator blocks are the same, the same effect can be obtained even if only one of the current detection circuits is arranged. Further since the emitter resistance of the constant current transistor Q n as shown in FIG. 1 (b) are disposed over a plurality of blocks, the arrangement with the conventional block except block in the wiring region from the height region Since the resistance length of the limited emitter resistance can be extended to approximately the same size as the block height, a high resistance can be obtained without increasing the block area. Further, since the resistance length can be made longer than in the conventional case, the ratio of the contact resistance to the resistance value becomes smaller than in the conventional case, and the deviation of the relative accuracy of the resistance due to the variation in the contact resistance is improved. In addition, since the resistors constituting the emitter resistors are arranged adjacent to the resistors constituting the emitter resistors of the upper and lower constant current circuits, a deviation in the resistance value caused by variations in the resistance width and the concentration of the resistor can be matched, so that the constant value can be obtained. The relative accuracy of the emitter resistance of the current source circuit can be improved as compared with the related art. Therefore, the deviation of the output current of the current output circuit is improved, and the differential error of the DA converter can be reduced as compared with the related art. Further, as shown in FIG. 1 (c), the emitter resistance of the constant current circuit constituting the current detection circuit is arranged adjacent to a part of the emitter resistance of the constant current transistor of the current output circuit of the comparator block disposed on both sides of the block. Therefore, the output current of the current output circuit and the current of the current detection circuit can be more closely matched than in the past, so that the full-scale voltage of the DA converter can be set more accurately.

第2図(a)は本発明の第二実施例の平面図である。
本実施例ではn番目のコンパレータブロックCOMPn内に
配置された定電流トランジスタQnのエミッタ抵抗Rn
一本の抵抗で構成した場合を示している。第一実施例と
同じくエミッタ抵抗Rnの一部はn+1番目のコンパレ
ータブロックに配置される定電流トランジスタ(図示せ
ず)のエミッタ抵抗Rn+1の一部と隣接配置されており
同じくn−1番目のコンパレータブロックに配置される
定電流トランジスタQn-1のエミッタ抵抗Rn-1の一部と
隣接配置されている。本例では第一実施例で必要として
いた2本の抵抗を直列接続する為の配線が不要であるこ
と、及び抵抗長をさらに長く出来る為より高抵抗を得る
ことが出来ること、さらに抵抗長が長くなったことによ
りコンタクト抵抗のバラツキによる抵抗比のずれがさら
に少なくなること、又上,下ブロックのエミッタ抵抗と
の隣接配置部分が多くなることによる抵抗比精度の向上
を有しており、第一実施例より高精度のDA変換器を実現
出来る。
FIG. 2A is a plan view of a second embodiment of the present invention.
Shows the case where the emitter resistance R n of the constant current transistor Q n located within the n-th comparator block COMPn by a single resistor in this embodiment. Some also emitter resistors R n and the first embodiment are disposed adjacent a portion of the emitter resistor R n + 1 of the constant current transistor (not shown) arranged in (n + 1) th comparator block also n- It is arranged adjacent to a part of the emitter resistance R n-1 of the constant current transistor Q n-1 arranged in the first comparator block. In this example, no wiring is required for connecting the two resistors in series required in the first embodiment, and a higher resistance can be obtained because the resistance length can be further increased. As the length becomes longer, the deviation of the resistance ratio due to the variation of the contact resistance is further reduced, and the accuracy of the resistance ratio is improved by increasing the portion of the upper and lower blocks adjacent to the emitter resistance. A higher-precision DA converter can be realized than in one embodiment.

第2図(b)は本発明の第三実施例の平面図である。
前記第5図に示した電流出力回路を含んだコンパレータ
ブロック列5A,5Bに対し各々2分割するようにバイアス
回路ブロック1からの接地配線2が布線されている。
又、電流検出回路4はコンパレータブロック列5Aの下側
接地配線の中央付近に配置され、バイアス配線及び接地
配線が接続(図示せず)され近傍の電流出力回路の定電
流回路に流れる電流を検出している。この実施例ではコ
ンパレータブロック列を4分割してバイアス回路の接地
配線を布線しているので端部での電位上昇は従来の1/16
となり、DA精度は前記第一実施例より改善される。又、
電流検出回路は1箇所のみであるが4分割された接地配
線に流れる電流及び布線方法が同一であるので第一実施
例で説明したようにDA変換器のフルスケール電圧のずれ
を防止出来る。又ブロック内部の定電流トランジスタの
エミッタ抵抗は第一実施例あるいは第二実施例の方法に
よることによりDA変換器の微分誤差を改善することが出
来る。
FIG. 2 (b) is a plan view of a third embodiment of the present invention.
The ground wiring 2 from the bias circuit block 1 is laid so as to be divided into two for each of the comparator block rows 5A and 5B including the current output circuit shown in FIG.
The current detection circuit 4 is disposed near the center of the lower ground wiring of the comparator block row 5A, and detects a current flowing through a constant current circuit of a nearby current output circuit to which a bias wiring and a ground wiring are connected (not shown). doing. In this embodiment, since the comparator block row is divided into four and the ground wiring of the bias circuit is wired, the potential rise at the end is 1/16 of the conventional one.
And the DA accuracy is improved over the first embodiment. or,
Although the current detection circuit is provided at only one location, the current flowing through the ground wiring divided into four and the wiring method are the same, and therefore, the deviation of the full-scale voltage of the DA converter can be prevented as described in the first embodiment. The differential error of the DA converter can be improved by using the emitter resistance of the constant current transistor in the block according to the method of the first embodiment or the second embodiment.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、等電流加算形DA変換器
を構成する電流出力回路の共通接地配線を複数に分割し
て布線しその内の1つ以上の布線の中央付近に電流出力
回路の出力電流を決める電流検出回路を設置し布線する
ことにより電流出力回路の出力電流の変化を低減しフル
スケール電圧のずれを防止することが出来、DA変換精度
を改善する効果がある。また、フルスケール電圧がずれ
ていないので基準電圧を内蔵することが出来、フルスケ
ール電圧の調整も不要となる。又、前記電流出力回路及
び電流検出回路を構成する定電流回路のエミッタ抵抗を
複数のブロックに渡って配置し、上,下ブロックの当該
エミッタ抵抗の一部と隣接配置することによりブロック
形状を大きくすることなく電流出力回路の出力電流のバ
ラツキを低減することが出来、よってDA変換器の微分誤
差の低減を図ることが出来る。又電流検出回路と電流出
力回路の電流値をより密接に検出出来る為より精度良く
フルスケール電圧の設定が可能となる。
As described above, according to the present invention, the common ground wiring of the current output circuit constituting the equal current addition type DA converter is divided into a plurality of wirings, and the current output is provided near the center of at least one of the wirings. By installing and arranging a current detection circuit that determines the output current of the circuit, it is possible to reduce the change in the output current of the current output circuit and prevent the shift of the full-scale voltage, thereby improving the DA conversion accuracy. Further, since the full-scale voltage is not shifted, a reference voltage can be built in, and adjustment of the full-scale voltage is not required. Also, the emitter resistance of the constant current circuit constituting the current output circuit and the current detection circuit is arranged over a plurality of blocks, and is arranged adjacent to a part of the emitter resistance of the upper and lower blocks, thereby increasing the block shape. Therefore, it is possible to reduce the variation in the output current of the current output circuit without performing the operation, and to reduce the differential error of the DA converter. Further, since the current value of the current detection circuit and the current value of the current output circuit can be detected more closely, the full-scale voltage can be set more accurately.

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

第1図(a)は本発明の第1実施例による等電流加算形
DA変換器の平面図。第1図(b)は本発明によるコンパ
レータブロック内の電流出力回路部の平面図。第1図
(c)は本発明による電流検出回路部の平面図。第2図
(a)は本発明の第2実施例によるコンパレータブロッ
ク内の電流出力回路部の平面図。第2図(b)は本発明
の第3実施例による等電流加算形DA変換器の平面図。第
3図(a)は従来の等電流加算形DA変換器の平面図。第
3図(b)は従来のコンパレータブロック内の電流出力
回路部の平面図。第4図は直並列形AD変換器のブロック
図。第5図は電流出力回路。第6図はバイアス回路。 1……バイアス回路ブロック、2,2A,2B……接地配線、
3,3A,3B……バイアス配線、4,4A,4B……電流検出回路、
5A,5B……コンパレータブロック列、COMPn,COMPn−1,CO
MPn−2……コンパレータブロック。
FIG. 1A shows an equal current addition type according to a first embodiment of the present invention.
The top view of a DA converter. FIG. 1B is a plan view of a current output circuit section in the comparator block according to the present invention. FIG. 1 (c) is a plan view of a current detection circuit section according to the present invention. FIG. 2A is a plan view of a current output circuit section in a comparator block according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2 (b) is a plan view of an equal current addition type DA converter according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a plan view of a conventional equal current addition type DA converter. FIG. 3B is a plan view of a current output circuit section in a conventional comparator block. FIG. 4 is a block diagram of a serial-parallel AD converter. FIG. 5 is a current output circuit. FIG. 6 shows a bias circuit. 1 ... bias circuit block, 2, 2A, 2B ... ground wiring,
3,3A, 3B …… Bias wiring, 4,4A, 4B …… Current detection circuit,
5A, 5B ...... Comparator block row, COMPn, COMPn-1, CO
MPn-2: Comparator block.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に差動電流スイッチと定電流
源回路による電流出力回路を含むブロックを2m個並列
に配置し、さらに当該電流出力回路の前記定電流回路に
共通バイアスを印加する為のバイアス回路を含むmビッ
トの等電流加算形DA変換器を内蔵した直並列形AD変換器
において、前記2m個配置した電流出力回路を含むブロ
ックの前記定電流源回路の共通接地配線を前記バイアス
回路からそれぞれの配線の負荷が均等になるように複数
に分割して各々前記定電流源回路に配線し、前記分割し
た接地配線の少なくとも1つの接地配線の最初の電流出
力回路の接地点と末端の電流出力回路の接地点までのほ
ぼ中央に、前記電流出力回路の出力電流を決定する為
の、前記電流出力回路の定電流源回路と共通バイアスさ
れ出力を前記バイアス回路の入力に接続された電流検出
回路を接地することにより変換精度を向上させた等電流
加算形DA変換器を内蔵した直並列型AD変換器。
1. A 2 m block including a current output circuit including a differential current switch and a constant current source circuit is arranged in parallel on a semiconductor substrate, and a common bias is applied to the constant current circuit of the current output circuit. -Parallel A / D converter incorporating an m-bit equal current addition type D / A converter including a bias circuit for connecting a common ground line of the constant current source circuit of a block including the 2 m current output circuits. The bias circuit is divided into a plurality of parts so that the loads on the respective wirings are equal, and each wiring is connected to the constant current source circuit. The ground point of the first current output circuit of at least one of the divided ground wirings And approximately at the center to the ground point of the terminal current output circuit, the output is biased in common with the constant current source circuit of the current output circuit for determining the output current of the current output circuit. Serial-parallel type AD converter with a built-in constant current adding type DA converter with improved conversion precision by grounding the connected current detection circuit to the input of the road.
【請求項2】前記2mのブロックのn番目のブロックに
含まれる前記定電流回路を構成する定電流トランジスタ
のエミッタ抵抗を当該ブロックを含んで複数のブロック
に渡って配置し、当該抵抗の一部をn+1番目のブロッ
クに含まれる定電流トランジスタのエミッタ抵抗の一部
と隣接配置し、当該抵抗の残りの一部をn−1番目のブ
ロックに含まれる定電流トランジスタのエミッタ抵抗の
一部と隣接配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の直並列形AD変換器。
2. An emitter resistor of a constant current transistor constituting the constant current circuit included in an n-th block of the 2 m block is arranged over a plurality of blocks including the block, and one of the resistors Part is arranged adjacent to a part of the emitter resistance of the constant current transistor included in the (n + 1) th block, and the remaining part of the resistance is connected to a part of the emitter resistance of the constant current transistor included in the (n−1) th block. The series-parallel AD converter according to claim 1, wherein said AD converters are arranged adjacent to each other.
【請求項3】前記電流検出回路を構成する定電流回路の
定電流トランジスタのエミッタ抵抗を当該検出回路をは
さむ前記電流出力回路を含むブロックに渡って配置し、
各々の前記電流出力回路を構成する定電流トランジスタ
のエミッタ抵抗の一部と隣接配置したことを特徴とする
特許請求の範囲第(1)項記載の直並列型AD変換器。
3. An arrangement in which the emitter resistance of a constant current transistor of a constant current circuit constituting the current detection circuit is arranged over a block including the current output circuit sandwiching the detection circuit,
2. A series-parallel A / D converter according to claim 1, wherein said part is arranged adjacent to a part of an emitter resistor of a constant current transistor constituting each of said current output circuits.
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