JP2789078B2 - ビデオデジタル/アナログ変換器 - Google Patents

ビデオデジタル/アナログ変換器

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JP2789078B2
JP2789078B2 JP6270076A JP27007694A JP2789078B2 JP 2789078 B2 JP2789078 B2 JP 2789078B2 JP 6270076 A JP6270076 A JP 6270076A JP 27007694 A JP27007694 A JP 27007694A JP 2789078 B2 JP2789078 B2 JP 2789078B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオデジタル/アナ
ログ変換器に係るもので、詳しくは、アナログ部分とデ
ジタル部分とを分離し、各チャネルの電流セルを1つの
ウェル(Well)内に配置して隣接するチャネル間の漏話
(クロストーク)を防止し、工程上の偏差によるエラー
を防止し、電流セルの補償配置によりチップサイズを小
型化し得るビデオデジタル/アナログ変換器に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、ビデオデジタル/アナログ変換器
においては、図5に示したように、入力される赤(red
),緑(green ),青(blue)カラーチャネルのデジ
タルデータ(以下、デジタルデータと称す)を制御する
ため各R,G,Bクロックを発生するクロック発生部1
0が位置され、該クロック発生部10のクロック信号に
同期して入力されるデジタルデータを各々デコーディン
グする中位デコーダ20がそのクロック発生部10の右
側に位置され、前記デコーディングされたデジタルデー
タを伝送するデータバス30がそれらクロック発生部1
0および中位デコーダ20の上方側に位置され、該デー
タバス30の上方左側に前記クロック発生部10のクロ
ック信号に同期して入力されるデジタルデータをデコー
ディングする上位デコーダ40が位置され、該上位デコ
ーダ40の右側に該上位デコーダのデコーディングデジ
タルデータを伝送するデータバス50が位置され、それ
らデータバス30,50を通って入力されたデジタルデ
ータにより電流を発生する電流セルマトリックス60が
データバイアス50右側に位置され、該電流セルマトリ
ックス60右側に該電流セルマトリックス60にバイア
ス(bias)電圧を印加するバイアス部70が位置され、
該バイアス部70の下方側に前記クロック発生部10の
クロック信号に同期して入力されるデジタルデータをデ
コーディングする下位デコーダ80が位置されて、構成
されていた。
【0003】すなわち、デジタル部分であるクロック発
生部10,中位デコーダ20,上位デコーダ40および
下位デコーダ80が各々左側および下方側に配置され、
それらデジタル部分に囲まれた状態にアナログ部分の電
流セルマトリックス60およびバイアス部70が各々配
置され、該電流セルマトリックス60は各R,G,Bが
各々個別のチャネルに集中されて1つのパック(pack)
が構成され、それら複数のパックにより構成されてい
た。かつ、図6に示したように、該電流セルマトリック
ス60においては、基板上に各Rセル(セル1),Gセ
ル(セル2),Bセル(セル3)が各々1つの電流セル
として連続配置されて1つのセルユニットとして形成さ
れ、チャネルとチャネル間には各々漏話防止用のストッ
パ(stopper )が配置され、それらチャネル間に存在す
る基板の抵抗がrにて表示されていた。また、図7に示
したように、前記各電流セルの回路においては、デジタ
ルデータDおよびバイアス電圧VB1が差動増幅器をな
すNMOSトランジスタM1,M2のソースは相互接続
されて他のNMOSトランジスタM3のドレインに連結
され、該NMOSトランジスタM3のゲートにバイアス
電圧VB2が接続されて構成されていた。さらに、図8
に示したように、前記電流セルマトリックス60におい
ては、各電流セルはすべて同一方向に配置して構成され
るため、製造工程中発生する各セルごとの工程偏差がX
−Y方向に各々累積されるようになっていた。
【0004】そして、このように構成された従来ビデオ
デジタル/アナログ変換器の作用を説明すると次のよう
である。
【0005】すなわち、クロック発生部10の各R,
G,Bクロックにより制御されるデジタルデータが中
位,上位,下位デコーダ20,40,80に各々入力さ
れると、それら入力データは中位,上位,下位デコーダ
20,40,80に各々デコーディングされ、それらデ
コーディングされたデータは各データバス30,50を
通って電流セルマトリックス60に出力される。つい
で、該電流セルマトリックス60からは、それらデータ
バス30,50から入力されたデジタルデータとバイア
ス部70から供給されるバイアス電圧間の差に比例する
電流が発生される。すなわち図7に示したようにNMO
SトランジスタM1のゲートに入力されるデジタルデー
タDの値がNMOSトランジスタM2のゲートに印加さ
れるバイアス電圧VB1よりも大きく、NMOSトラン
ジスタM3のゲートに印加されるバイアス電圧VB2が
該NMOSトランジスタM3のしきい電圧よりも大きい
と、差動増幅された出力電流I0がNMOSトランジス
タM1を通ってNMOSトランジスタM3のドレインに
流れる。しかし、このような状態で、NMOSトランジ
スタM2のゲートに印加されるバイアス電圧VB1がN
MOSトランジスタM1のデジタルデータDよりも大き
くなると、電流I0はNMOSトランジスタM2を通っ
てNMOSトランジスタM3のドレインに流れるように
なる。この場合、それら電流I0およびI0は相互位相
が反対であり、前記の各中位,上位,下位デコーダ2
0,40,80は入力されるデジタルデータが8ビット
である場合、該ビットのデータを各々3ビット、3ビッ
トおよび2ビットに分けて処理する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
構成された従来ビデオデジタル/アナログ変換器におい
ては、すべての電流セルが電流セルマトリックスに各々
同一方向に配置されているため、製造工程中各電流セル
ごとの工程偏差がX,Y軸方向に累積され、入力するデ
ジタル信号と出力するアナログ信号との関係を表示する
指標の積分非直線性誤差(Integral Non-Linerity Erro
r )がX,Y軸方向に累積され、不正確な指標値になる
という不都合な点があった。また、デジタル部分のクロ
ック発生部10および中位,上位,下位のデコーダ2
0,40,80と、アナログ部分の電流セルマトリック
ス60およびバイアス部70とがすべて別個のチャネル
により1つのウェル内に配置されているため、基板の抵
抗を通って他のチャネルに流入されるデジタルノイズ
(Digital Noise )の漏話(crosstalk )が増大し、各
カラー別のセル間に各々ストッパを形成するようになっ
て、チップのサイズが大きくなるという不都合な点があ
った。
【0007】それで、このような問題点を解決するた
め、本発明者たちは研究を重ねた結果、次のようなビデ
オデジタル/アナログ変換器を提供しようとするもので
ある。
【0008】本発明の目的は、アナログ部分とデジタル
部分とを分離し、各チャネルの電流セルをすべてカラー
別に1つのウェル内に配置して隣接するチャネル間の漏
話を防止し、各電流セルを4つの方向から配置して工程
上の偏差によるエラーを防止し、電流セルの補償配置に
よりチップサイズを小型化し得るビデオデジタル/アナ
ログ変換器を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】そして、このような本発
明の目的は、R,G,Bカラーチャネルのデジタルデー
タをそれぞれデコーディングするRデコーダ群、Gデコ
ーダ群およびBデコーダ群と、Rデコーダ群、Gデコー
ダ群およびBデコーダ群によりデコードされたR,G,
Bデジタルデータをそれぞれ伝達する複数のデータバス
と、それぞれ独立的に1つの基板上にレイアウトされた
1つのチャネルで構成され、複数のデータバスを経て入
力されたR,G,Bデジタルデータにより電流を発生す
るR,G,B電流セルマトリックスおよび下位のR,
G,B電流セルマトリックスと、R,G,B電流セルマ
トリックスおよび下位のR,G,B電流セルマトリック
スにそれぞれバイアス電圧を供給するバイアス部とを備
えた半導体集積回路において、デジタルブロックであ
る、Rデコーダ群、Gデコーダ群およびBデコーダ群か
ら最も近い部分に、デジタルノイズの影響が少ないR,
G,B電流セルマトリックスを配置し、R,G,B電流
セルマトリックスの上側部に下位のR,G,B電流セル
マトリックスを配置し、Rデコーダ群、Gデコーダ群お
よびBデコーダ群から最も遠い部分には、デジタルノイ
ズに一番敏感なバイアス部を配置し、R,G,B電流セ
ルマトリックスは4個の電流セルが1つの電流セルユニ
ットを形成し、電流セルユニットは、2行2列の行列状
に配置される4個の電流セルを含み、4個の電流セルの
各々は、行方向および列方向のいずれの中心軸について
対向する電流セルとも、鏡像関係を有するように配置さ
れたビデオデジタル/アナログ変換器を構成することに
より達成される。
【0010】
【作用】入力されるデジタルデータがR,G,Bデコー
ダで各々デコーディングされた後、データバスを通って
各R,G,B電流セルマトリックスに入力されると、そ
れらR,G,B電流セルマトリックスの各セルから前記
入力されたデジタルデータとバイアス部からの入力バイ
アス電圧とにより差動増幅された電流が出力され、デジ
タルデータがアナログデータに変換される。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例に対し、図面を用いて詳
細に説明する。
【0012】図1に示したように、本発明に係るビデオ
デジタル/アナログ変換器においては、入力される赤,
緑,青色チャネルのデジタルデータ(以下、デジタルデ
ータと称す)を制御するR,G,Bクロックに同期して
入力されるデジタルデータを各々デコーディングするR
デコーダ群100,Gデコーダ群110,Bデコーダ群
120が順次配置され、それらR,G,Bデコーダ群1
00,110,120の上方側に前記デコーディングさ
れたデジタルデータを伝送するデータバス130,14
0,150が“L”字状に各々配置され、それらデータ
バス130,140,150を通って入力されたデジタ
ルデータにより各々電流を発生するR,G,B電流セル
マトリックス160,170,180がそれらデータバ
ス130,140,150上方側に各々配置され、前記
R,G,B電流セルマトリックス160,170,18
0の上方側には下位R,G,B電流セルマトリックス1
90,200,210が配置され、それら各R,G,B
電流セルマトリックス160,170,180および各
下位R,G,B電流セルマトリックス190,200,
210に各々バイアス電圧を供給するバイアス部220
がそれら下位R,G,B電流セルマトリックス190,
200,210の上方側に配置されて構成されている。
【0013】かつ、前記下位R,G,B電流セルマトリ
ックス190,200,210は、前記R,G,B電流
セルマトリックス160,170,180と同様な構成
および作用を有し、チップのサイズを小型化にし、回路
の制御を簡単に行なうためそれらR,G,B電流セルマ
トリックス160,170,180と分離して構成され
ている。また、前記Rデコーダ群100は、入力される
赤カラーチャネルのデジタルデータを制御するRクロッ
ク発生部101と入力される赤カラーチャネルのデジタ
ルデータを分けて各々デコーディングする中位デコーダ
102と下位デコーダ103とが左側から順次配置さ
れ、それらRクロック発生部101,中位デコーダ10
2,下位デコーダ103上方側に前記赤カラーチャネル
のデジタルデータをデコーディングする上位デコーダ1
04が配置され、前記各G,Bデコーダ群110、12
0もRデコーダ群100と各々同様に構成されている。
【0014】すなわち本発明においては、アナログ部分
であるバイアス部220とR,G,B電流セルマトリッ
クス160,170,180と下位R,G,B電流セル
マトリックス190,200,210とがデジタル部分
のR,G,Bデコーダ群100,110,120から各
々隔離して配置され、特に、デジタルノイズに最も影響
を及ぼす前記バイアス部220は最も隔離されて配置さ
れている。また、図2に示されるように、前記各R,
G,Bのチャネルは各々カラー別に1つのウェル内に形
成され、それらウェルの間にはチャネルストッパ230
が形成され、すべてのチャネルが1つの基板上に形成さ
れている。
【0015】さらに図3に示したように、本発明に係る
電流セルの回路においては、差動増幅器のNMOSトラ
ンジスタM11,M12のゲートにデジタルデータDと
バイアス電圧VB1とが各々印加され、それらNMOS
トランジスタM11,M12のドレインは各々出力端子
に連結され、それらNMOSトランジスタM11,M1
2のソースは共通に接続されている。
【0016】そして、NMOSトランジスタM14,M
15のドレインが前記NMOSトランジスタM11,M
12のゲートに各々接続され、NMOSトランジスタM
14,M15のゲートにスリッピング信号SLPが印加
され、ソースは各々接続されている。かつ、NMOSト
ランジスタM13のドレインが前記NMOSトランジス
タM11,M12のソース共通接続点に連結され、トラ
ンジスタM13のゲートにはインバータIを通って前記
スリッピング信号SLPが印加され、トランジスタM1
3のソースはNMOSトランジスタM16のドレインに
接続され、該NMOSトランジスタM16のドレインは
前記NMOSトランジスタM13のソースに連結され、
NMOSトランジスタM16のゲートにバイアス電圧V
B2が印加され、NMOSトランジスタM16のソース
は接地されている。ここで、前記スリッピング信号SL
Pは、使用者がスクリーン保護(screen protection )
またはミュート(mute)のような機能を選択した場合、
入力される信号であって、前記電流セルの動作を中断さ
せる役割をするものである。そして本発明に係る電流セ
ルマトリックスにおいては、図4に示したように、4個
の電流セルu1が各々X軸およびY軸の原点を基準と
し、互いに反射された形状に4方向に各々対称して配置
され、1つの電流セルユニットu2が構成された後、そ
れら複数個の電流セルユニットu2により電流セルマト
リックスが形成されている。
【0017】このように構成された本発明に係るビデオ
デジタル/アナログ変換器の作用を説明すると次のよう
である。R,G,Bクロック発生部101,111,1
21のクロック信号に同期して入力されるNビットのデ
ジタルデータがR,G,Bデコーダ群100,110,
120の上位デコーダ104,114,124、中位デ
コーダ102,112,122および下位デコーダ10
3,113,123に各々入力されると、それらR,
G,Bデコーダ群100,110,120は入力された
デジタルデータは2N ビットに各々デコーディングしデ
ータバス130,140,150を通してR,G,B電
流セルマトリックス160,170,180に各々出力
する。次いで、それらR,G,B電流セルマトリックス
160,170,180は入力データとバイアス部22
0から入力されるバイアス電圧とを差動増幅し電流を発
生させる。この場合、それらR,G,B電流セルマトリ
ックス160,170,180から電流の発生する過程
においては、図3に示したように、差動増幅器を構成す
るNMOSトランジスタM11,M12のゲートにデジ
タルデータDとバイアス部220から入力されるバイア
ス電圧VB1とが各々印加されると、NMOSトランジ
スタM11,M12でそれら2つの信号により差動増幅
された電流がNMOSトランジスタM13,M16を各
々通って流れる。このときNMOSトランジスタM16
に流れる電流値はI0はバイアス部220から該NMO
SトランジスタM16のゲートに印加するバイアス電圧
VB2により制御され、次式(1)により表示される。
【0018】I0=(μεW/2toxL)×(VB2
−VT 2 ×(1+λVDS)…(1) 式中、μは移動度(mobility),εは誘電率(dielectr
ic constant ),Wはゲート酸化膜(oxide )の幅、L
はゲート酸化膜の長さ、toxはゲートoxideの厚
さ、VT はしきい電圧、λは半導体パラメータ、VDS
ドレイン−ソース間の電圧を各々示す。
【0019】そして、使用者がスクリーン保護(screen
protection )またはミュート(mute)などの機能を選
択すると、電流セルマトリックスのパワーがダウン(do
wn)してスリッピング信号SLPがハイ(H)になる。
次いで、該ハイのスリッピング信号がNMOSトランジ
スタM14,M15のゲートに各々印加し、それらNM
OSトランジスタM14,M15はターンオンされる。
かつ、インバータIでロー(L)に反転されたスリッピ
ング信号SLPがNMOSトランジスタM13のゲート
に印加されるので、該NMOSトランジスタM13はタ
ーンオフされる。したがって、前記デジタルデータDお
よびバイアス電圧VB1がNMOSトランジスタM1
4,M15を通って各々流れるので、NMOSトランジ
スタM16を通って流れる電流I0の経路は遮断され、
0になる。また、使用者がスクリーン保護またはミュー
トなどの機能を選択しないと、スリッピング信号SLP
はローになり、前記NMOSトランジスタM14,M1
5はオフになる。次いで、前記NMOSトランジスタM
11,M12では各々ゲートに印加されたデジタルデー
タDとバイアス電圧VB1とを差動増幅する。次いで、
インバータIでハイに反転された前記スリッピング信号
SLPがNMOSトランジスタM13のゲートに印加さ
れると、該NMOSトランジスタM13はターンオンさ
れ、電流の経路が形成される。したがって、バイアス電
圧VB2によりNMOSトランジスタM16がターンオ
ンされると、上式(1)に示した電流が発生される。一
方、前記下位R,G,B電流セルマトリックス190,
200,210および前記R,G,B電流セルマトリッ
クス160,170,180の各電流セルは、各々同様
な構成および作用を有するようになっている。
【0020】この場合、前記電流セルにおいては、共通
成分信号に対する出力信号比の共通成分除去比(common
mode rejection ratio )が従来電流セルよりも改善さ
れ、入力されるデジタルデータがNビットの場合、電流
セルの個数は各チャネルあたり2N-1 になる。すなわ
ち、入力されるデジタルデータが8ビットであると、電
流セルは255個画形成される。そして、通常それら2
55個の電流セルの物理的特性を製造過程で完全に満足
させ、シリコンの表面に流れる電流の偏差を最大に減ら
すため、本発明においては、図4に示したように、X
軸,Y軸の原点を基準に4個の電流セルu1を相互対称
して配置させて電流セルユニットu2を形成し、該電流
セルユニットu2で電流の流れと信号伝達とを4つの方
向に発生させている。したがって、255個の電流セル
が作動しても、従来電流セルマトリックスにように、工
程偏差によるエラーの累積が除去され、入力信号が00
→FF→00に変換するとき発生する大電流(large cu
rrent )の流れが4方向に均等に分割されるので、セッ
トリング時間(settling time )が顕著に改善される。
かつ、各電流セルをレイアウトするとき、最上端と最下
端とにグラウンドおよび電流セルの出力端を位置させ、
すべての電流セルを4方向に配置する電流セルの補償配
置を行なって、チップのサイズを従来よりも半分(50
%)程度に縮小させ、工程偏差を一層減らして、高速に
作動する場合も良好な直線性(linearity)特性を得る
ようになっている。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るビデ
オデジタル/アナログ変換器においては、アナログ部分
とデジタル部分とを分離し、各チャネルの電流セルを1
つのウェル内に配置して隣接チャネル間のデータ漏話を
防止し、電流セルを4方向に配置して工程偏差のエラー
を防止し、電流セルを補償配置してチップサイズを小型
化し、スクリーンプロテクション(screen protection
)またはミュート(mute)などによりパワーダウン(p
ower down)をするときスリッピング信号を利用し信号
の入出力を遮断し得るようになっているためチップのサ
イズを小型化し、消耗電流の省力化を図り得るという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るビデオデジタル/アナログ変換器
のレイアウトを示した図面である。
【図2】本発明に係る電流セルマトリックスのパックを
示した断面図である。
【図3】本発明に係る電流セルの回路図である。
【図4】本発明に係る電流セルマトリックスのレイアウ
トを示した図面である。
【図5】従来のビデオデジタル/アナログ変換器のレイ
アウトを示した図面である。
【図6】従来の電流セルマトリックスのパックを示した
断面図である。
【図7】従来の電流セルの回路図である。
【図8】従来の電流セルマトリックスのレイアウトを示
した図面である。
【符号の説明】
100 Rデコーダ群 110 Gデコーダ群 120 Bデコーダ群 130〜150 データバス 160〜180 R,G,B電流セルマトリックス 190〜210 下位R,G,B電流セルマトリックス 220 バイアス部 230 チャネルストッパ なお同一符号は同一部分または相当部分を示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03M 1/74

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R,G,Bカラーチャネルのデジタルデ
    ータをそれぞれデコーディングするRデコーダ群、Gデ
    コーダ群およびBデコーダ群と、前記Rデコーダ群、前
    記Gデコーダ群および前記Bデコーダ群によりデコーデ
    ィングされたR,G,Bデジタルデータをそれぞれ伝達
    する複数のデータバスと、それぞれ独立的に1つの基板
    上にレイアウトされた1つのチャネルで構成され、前記
    複数のデータバスを経て入力されたR,G,Bデジタル
    データにより電流を発生するR,G,B電流セルマトリ
    ックスおよび下位のR,G,B電流セルマトリックス
    と、前記R,G,B電流セルマトリックスおよび下位の
    R,G,B電流セルマトリックスにそれぞれバイアス電
    圧を供給するバイアス部とを備えた半導体集積回路にお
    いて、 デジタルブロックである、前記Rデコーダ群、前記Gデ
    コーダ群および前記Bデコーダ群から最も近い部分に、
    デジタルノイズの影響が少ない前記R,G,B電流セル
    マトリックスを配置し、 前記R,G,B電流セルマトリックスの上側部に前記下
    位のR,G,B電流セルマトリックスを配置し、 前記Rデコーダ群、前記Gデコーダ群および前記Bデコ
    ーダ群から最も遠い部分には、デジタルノイズに一番敏
    感な前記バイアス部を配置し、 前記R,G,B電流セルマトリックスは、4個の電流セ
    ルが1つの電流セルユニットを形成し、 前記電流セルユニットは、 2行2列の行列状に配置される4個の電流セルを含み、
    前記4個の電流セルの各々は、 行方向および列方向のいずれの中心軸について対向する
    電流セルとも、鏡像関係を有するように配置されること
    を特徴とする、ビデオデジタル/アナログ変換器。
  2. 【請求項2】 前記R,G,B電流セルマトリックス
    は、複数個の電流セルにより構成され、それら電流セル
    は、R,G,Bカラーチャネルのデジタルデータと第1
    バイアス電圧とが各々ゲートに印加され、ドレインは出
    力端子に接続され、ソースは互いに共通接続された第
    1、第2NMOSトランジスタと、 それら第1、第2NMOSトランジスタのゲートにドレ
    インが各々接続され、ソースは各々接地され、ゲートに
    は使用者の選択したスリッピング信号が各々印加される
    第4、第5NMOSトランジスタと、 前記第1、第2NMOSトランジスタのソース共通接続
    点にドレインが連結され、ゲートにはスリッピング信号
    が反転して印加され、ソースは後述する第6NMOSト
    ランジスタのドレインに接続される第3NMOSトラン
    ジスタと、 前記第3NMOSトランジスタのソースにドレインが接
    続され、ソースは接地され、ゲートには第2バイアス電
    圧が印加される第6NMOSトランジスタとを備える、
    請求項1記載のビデオデジタル/アナログ変換器。
  3. 【請求項3】 前記各電流セルは、 一方側に出力端を、他方側に接地端を有し、 前記4個の電流セルは、 前記行方向および列方向のいずれかの中心軸側に、前記
    出力端および接地端のいずれかが共通に向かうように配
    置される、請求項1記載のビデオデジタル/アナログ変
    換器。
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