JP2864877B2 - D/aコンバータ - Google Patents

D/aコンバータ

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JP2864877B2
JP2864877B2 JP4153912A JP15391292A JP2864877B2 JP 2864877 B2 JP2864877 B2 JP 2864877B2 JP 4153912 A JP4153912 A JP 4153912A JP 15391292 A JP15391292 A JP 15391292A JP 2864877 B2 JP2864877 B2 JP 2864877B2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0617Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
    • H03M1/0634Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale
    • H03M1/0643Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the spatial domain
    • H03M1/0646Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the spatial domain by analogue redistribution among corresponding nodes of adjacent cells, e.g. using an impedance network connected among all comparator outputs in a flash converter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/76Simultaneous conversion using switching tree
    • H03M1/765Simultaneous conversion using switching tree using a single level of switches which are controlled by unary decoded digital signals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に用い
て好適な、D/Aコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】公知技術として知られているD/Aコン
バータを図3に示す。同図において、3は、D/Aコン
バータであり、入力されるデジタル信号をアナログ信号
に変換して出力する。このD/Aコンバータ3は、一般
的には、CMOS型ICにより構成され、抵抗分割型と
いわれている。次に、4はデコーダであり、3端子の入
力端子および8端子の出力端子を有している。このデコ
ーダ4の入力端子は低位ビットから端子I30,I31
およびI32である。これらの入力端子には、低位ビッ
トから、各々、信号S30,S31およびS32が供給
される。また、デコーダ4の出力端子は低位ビットから
端子T30,T31,T32,T33,T34,T3
5,T36およびT37である。これらの端子I30〜
端子I32に供給される値(「レベル」または「
ベル」)の組み合わせ(以下、信号値val3とす
る。)に応じて端子T30〜端子37のうちのいずれか
の端子が選択される。なお、端子T30〜T33が選択
された場合には、「レベル」の信号値を出力し、端子
T34〜端子T37が選択された場合には、「レベ
ル」の信号値を出力する。
【0003】次に、F30〜F37は、電界効果トラン
ジスタである。これらのうち、トランジスタF30〜ト
ランジスタF33は、n型チャネルを形成する電界効果
トランジスタであり線部p3で表されるp−well
上に構成される。トランジスタF30〜トランジスタF
33のゲートは、通常「レベル」であり、ゲートが
レベル」になるとオン状態になる。一方、トランジ
スタF34〜トランジスタF37は、p型チャネルを形
成する電界効果トランジスタであり、線部n3で表さ
れるn−well上に構成される。トランジスタF34
〜トランジスタF37のゲートは、通常「レベル」で
あり、「レベル」になるとオン状態になる。なお、ト
ランジスタF30〜トランジスタF33およびトランジ
スタF34〜トランジスタF37の構造の一例を、各
々、図4の線部4aおよび線部4bに示す。
【0004】次に、30〜37は抵抗である。また、E
3は電源電圧端子であり、GND3は、接地端子であ
る。抵抗30〜抵抗37は、それぞれ上述したトランジ
スタF30〜トランジスタF37に対応するように配置
されている。通常、端子E3には+5Vの電圧が印加さ
れる。従って、図3中、ポイントPT3における電位
は、理想的には、+2.5Vの値になる。また、out
3は、D/Aコンバータ3の出力信号である。
【0005】上述した構成において、デコーダ4の入力
端子I 32 ,I 31 ,I 30 に入力される信号S 32 ,S 31 ,S
30 、すなわちデコーダ4に供給される信号値val3が
「000(b)」の場合には、デコーダ4の端子T30
が「レベル」になりトランジスタF30が選択され、
オン状態になる。このとき、信号out3には、GND
3の電圧値が設定される。一方、供給される信号値va
l3が「100(b)」の場合には、デコーダ4の端子
T34が「レベル」になりトランジスタF34がオン
状態になる。抵抗30〜37は、端子E3とGND3と
の間の電位差(通常5V)を8等分しているので、信号
out3には、理想的には、2.5Vが設定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のD/Aコンバータ3では、抵抗30〜抵抗33およ
び抵抗34〜抵抗37が、各々、p−well上とn−
well上に置かれている。p−wellと、n−we
llの間には、段差があり、物理的な高さが違っている
(図4参照)。そのため、レクチル上でのパターン幅が
同じでも製造プロセス中のフォトリソグラフィの際に膜
内多重反射効果によって抵抗パターンの幅が微妙に異な
ってくる。したがって、p−well上に形成された
抗のほうがn−well上に形成された抵抗よりも抵抗
値が高い(または低い)という偏りが発生し、この偏り
がひどい場合には正確なアナログ信号出力を得ることが
できず、十分なリニアリティ精度が得られないという問
題点があった。
【0007】また、抵抗パターンの抵抗値は、ウエハ面
内である分布を持っている。その例を、図2に示す。こ
れは、製造プロセスに起因して、抵抗パターンの薄膜の
膜厚がウエハ面内での場所によって微妙に異なること等
による。そのため、図3に示すD/Aコンバータ3の
抵抗を作るための抵抗パターンの抵抗値が、例えば、
2に示すように、左から右に向かう方向に除々に下がっ
ていく分布を取る場合には、最も左寄りの抵抗30が最
も抵抗値が高く、抵抗31,32と除々に低くなり、抵
抗37の抵抗値が最も低くなる。そして、この偏りがひ
どい場合には、正確な信号値を信号out3に設定する
ことができず、十分なリニアリティ精度が得られないと
いう問題点があった。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、製造プロセスの様々な要因によっ
て影響を受けるリニアリティ精度を向上させたD/Aコ
ンバータを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、の発明にあっては、入力されたディジタル信号に
応じてアナログ信号を出力するD/Aコンバータにおい
て、各々、直列接続された複数の抵抗で構成された2つ
の抵抗群であって、これら抵抗群の片側半分が共にp−
well上に形成され、反対側半分が共にn−well
上に形成されるよう並列配置してなる第1,第2の抵抗
群と、前記第1の抵抗群の個々の抵抗の各接続点とアナ
ログ信号出力端の間に各々接続される複数のトランジス
タと、前記複数のトランジスタのうち前記デジタル信号
に応じたトランジスタのみを導通状態にする信号を出力
する指示信号出力手段とを具備し、前記p−well上
の抵抗パターンの幅と前記n−well上の抵抗パター
ンの幅の違いに起因する前記第1の抵抗群における片側
半分の抵抗値と反対側半分の抵抗値との違いを相殺する
ように、前記第1の抵抗群の両端と、電源および基準電
位との接続状態、並びに、第2の抵抗群と、電源および
基準電位との接続状態を、互いに異なら しめ、前記第1
および第2の抵抗群の中点同士を連結したことを特徴と
する
【0009】
【作用】上記構成によれば、p−well上の抵抗パタ
ーンの幅とn−well上の抵抗パターンの幅とが異な
る場合、前記第1の抵抗群における片側半分の抵抗値と
反対側半分の抵抗値との抵抗値の偏りが相殺される。
た、1の抵抗群の抵抗値がウエハ面内である分布を持
っている場合には、前記第1の抵抗群における抵抗値の
偏り相殺される。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。
【0011】§1.実施例の構成 本発明におけるD/Aコンバータの構成は図1に示す。
同図において、1は、3ビットのD/Aコンバータであ
り、一般的にはCMOS型ICに使用され、抵抗分割型
のD/Aコンバータに分類される。そして、このD/A
コンバータ1は、入力されるデジタル信号をアナログ信
号に変換して出力する。次に、2はデコーダであり、3
端子の入力端子および8端子の出力端子を有している。
このデコーダ2の入力端子は低位ビットから端子I1
0,I11およびI12であり、各々、信号S10,S
11およびS12が供給される。
【0012】また、デコーダ2の出力端子は低位ビット
から端子T10,T11,T12,T13,T14,T
15,T16およびT17である。そして、これら端子
T10〜T17で表される出力端子のうちいずれかが、
上述した端子I10〜端子I12に供給される値
(「1」または「0」)の組み合わせ(以下、信号値v
al1とする。)に応じて選択されるようになってい
る。なお、端子T10〜T13が選択された(オン状
)場合には「レベル」の信号値を出力し、端子T1
4〜端子T17が選択された(オン状態)場合には「
レベル」の信号値を出力する。
【0013】次に、トランジスタF10〜トランジスタ
F17は、電界効果トランジスタである。これらのう
ち、トランジスタF10〜トランジスタF13は、n型
チャネルを形成する電界効果トランジスタであり線部
p1で表されるp−well上に構成される。トランジ
スタF10〜トランジスタF13のゲートは、通常「
レベル」であり、ゲートが「レベル」になるとオン状
態になる。一方、トランジスタF14〜トランジスタF
17は、p型チャネルを形成する電界効果トランジスタ
であり、線部n1で表されるn−well上に構成さ
れる。トランジスタF14〜トランジスタF17のゲー
トは、通常「レベル」であり、「レベル」になると
オン状態になる。なお、トランジスタF10〜トランジ
スタF13およびトランジスタF14〜トランジスタF
17の構造を、各々、図4の線部4aおよび線部4
bに示す。
【0014】次に、端子E1は、+5.0Vの電源電圧
端子であり、GND1は接地端子である。10a〜17
aおよび10b〜17bは抵抗である。そして、同図に
示すように、抵抗13aと抵抗14aとの中点PT1お
よび抵抗13bと抵抗14bとの中点PT2が連結され
ている。また、抵抗10a〜抵抗13aおよび抵抗14
b〜抵抗17bはいずれもp−well上(図4参照)
に配置され、抵抗14a〜抵抗17aおよび抵抗10b
〜抵抗13bはいずれもn−well上(図4参照)に
配置されている。そして同図に示すように、抵抗10a
〜抵抗17aは、各々、トランジスタF10〜トランジ
スタF17に対応している。
【0015】抵抗10a〜抵抗13aと抵抗14a〜抵
抗17aとは、各々、p−well上とn−well上
とに置かれているので両者の間には、抵抗偏りが生じ
る。しかし、それぞれ異なるwell上にあり、かつ、
反対の位置にある抵抗と並列抵抗になっている(抵抗1
0a〜抵抗13aは抵抗10b〜抵抗13bと、抵抗1
4a〜抵抗17aは抵抗14b〜抵抗17bと、それぞ
れ並列抵抗になっている)ので、抵抗偏りは、相殺され
る。
【0016】§2.実施例の動作 上述した構成において、端子E1に電源電圧が印加され
ると、供給されるデジタル信号をアナログ信号に変換し
て出力する動作を開始する。p−well上の抵抗パタ
ーンの幅とn−well上の抵抗パターンの幅とが異な
る場合には、抵抗10a〜抵抗13aおよび抵抗14b
〜抵抗17bが一方の抵抗パターンを有し、抵抗14a
〜抵抗17aおよび抵抗10b〜抵抗13bが他方の抵
抗パターンを有する。しかしながら、中点PT1および
中点PT2が連結されると、この中点PT1と中点PT
2との電位は等電位になる。さらに、抵抗10a〜抵抗
17a、抵抗10b〜抵抗17bを同図に示すようにレ
イアウトしたことにより、中点PT1と中点PT2の電
位は、+2.5Vになる。したがって、抵抗10b〜抵
抗17bを設けない場合に比してリニアリティ精度が向
上する。
【0017】例えば、「000(b)」の信号値を有す
る信号val1が供給されると、デコーダ2の端子T1
0が「レベル」になりトランジスタF10がオン状態
になる。このとき、信号out1には、GND1の電圧
値「0V」が設定される。一方、供給される信号値va
l1が、例えば、「100(b)」の場合には、デコー
ダ2の端子T14がレベル」になりトランジスタF
14がオン状態になる。p−well上とn−well
上の抵抗パターンの違いが相殺されているため、信号o
ut1には、電圧値として、「+2.5V」の信号値が
設定され、出力される。
【0018】次に、抵抗パターンの抵抗値がウエハ面内
である分布を持っている場合について説明する。例え
ば、図1において、左から右の方向に抵抗値が除々に下
がっていく分布、すなわち、「抵抗10a=抵抗17b
>抵抗11a=抵抗16b>………抵抗16a=抵抗1
1b>抵抗17a=抵抗10b」という関係を持ってい
るとする。この場合、中点PT1と中点PT2を連結し
たことによって、中点PT1と中点PT2の電位が等し
くなる。さらに、抵抗10a〜抵抗17aおよび抵抗1
0b〜抵抗17bを図1のようにレイアウトしたことに
よって、中点PT1と中点PT2の電位は、「+2.5
V」になる。そのため、抵抗10a〜抵抗17aの個々
の抵抗分割ポイント点毎の電位には多少の誤差は生じる
が、抵抗10b〜抵抗17bがない場合に比して、リニ
アリティ精度が向上する。
【0019】§3.他の変形例 なお、上述した実施例においては、CMOS型ICにこ
の配置を利用した場合について説明したが、他の種類、
例えば、NMOS型ICやPMOS型ICにこのパター
ンレイアウトを使用した場合にも、リニアリティ精度の
向上の効果がある。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各々、直列接続された複数の抵抗で構成された2つの抵
抗群であって、これら抵抗群の片側半分が共にp−we
ll上に形成され、反対側半分が共にn−well上に
形成されるよう並列配置してなる第1,第2の抵抗群に
関して、前記第1の抵抗群の両端と、電源および基準電
位との接続状態、並びに、第2の抵抗群と、電源および
基準電位との接続状態を、互いに異ならしめ、前記第1
および第2の抵抗群の中点同士を連結したので、p−w
ell上の抵抗パターンの幅とn−well上の抵抗パ
ターンの幅との違いに起因する第1の抵抗群の片側半分
における抵抗値と反対側半分における抵抗値の偏り
される。したがって、精度の高いリニアリティ特性が
得られるという効果がある。また、1の抵抗群におけ
抵抗値がウエハ面内で、ある分布を持っている場合に
リニアリティ精度が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例におけるD/Aコンバータ
の構成を示す図である。
【図2】 ウエハ面内の一方向の抵抗値の分布を示す図
である。
【図3】 従来の技術におけるD/Aコンバータの構成
を示す図である。
【図4】 一般的な電界効果トランジスタの構造を示す
断面図である。
【符号の説明】
1,3……D/Aコンバータ、2,4……デコーダ、E
1,E3……端子、GND1,GND3……グランド、
PT1,PT2,PT3……中点、out1,out3
……端子、p1,p3,N1,N3……線部、F10
〜F17,F30〜F37……トランジスタ、10a〜
17a,10b〜17b,30〜37……抵抗。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたディジタル信号に応じてアナ
    ログ信号を出力するD/Aコンバータにおいて、各々、 直列接続された複数の抵抗で構成された2つの抵
    抗群であって、これら抵抗群の片側半分が共にp−we
    ll上に形成され、反対側半分が共にn−well上に
    形成されるよう並列配置してなる第1,第2の抵抗群
    と、 前記第1の抵抗群の個々の抵抗の各接続点とアナログ信
    号出力端の間に各々接続される複数のトランジスタと、 前記複数のトランジスタのうち前記デジタル信号に応じ
    たトランジスタのみを導通状態にする信号を出力する指
    示信号出力手段とを具備し、 前記p−well上の抵抗パターンの幅と前記n−we
    ll上の抵抗パターンの幅の違いに起因する前記第1の
    抵抗群における片側半分の抵抗値と反対側半分の抵抗値
    との違いを相殺するように、前記第1の抵抗群の両端
    と、電源および基準電位との接続状態、並びに、第2の
    抵抗群と、電源および基準電位との接続状態を、互いに
    異ならしめ、前記第1および第2の抵抗群の中点同士を
    連結したことを特徴とするD/Aコンバータ。
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