JP4377268B2 - Linearity correction method for current cell type D / A converter and current cell type D / A converter - Google Patents

Linearity correction method for current cell type D / A converter and current cell type D / A converter Download PDF

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Description

本発明は、マトリックス状に二次元配置された複数の電流セルを備えて、それらの電流セルによりデジタルデータに応じた電流を生成することによりそのデジタルデータに応じたアナログ信号を生成する電流セル型D/A変換器の直線性補正方法、および電流セル型D/A変換器に関する。   The present invention comprises a current cell type comprising a plurality of current cells arranged two-dimensionally in a matrix, and generating an analog signal corresponding to the digital data by generating a current corresponding to the digital data using the current cells. The present invention relates to a linearity correction method for a D / A converter and a current cell type D / A converter.

従来より電流セル型D/A変換器が広く知られている。この電流セル型D/A変換器は、二次元配列された多数の電流セルを備え、デジタルデータに応じた個数の電流セルで電流を生成させ、それらの電流セルで生成された電流の合計値で、そのデジタルデータに対応したアナログ信号を生成するというタイプのD/A変換器である。   Conventionally, a current cell type D / A converter is widely known. This current cell type D / A converter includes a large number of current cells arranged two-dimensionally, generates a current with the number of current cells corresponding to the digital data, and a total value of the currents generated by these current cells. The D / A converter is a type that generates an analog signal corresponding to the digital data.

図1は、電流セルの二次元配置を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a two-dimensional arrangement of current cells.

ここでは、縦横に引いた線により囲われる1つ1つの矩形が電流セル1つ1つを表わしている。この図1では、電流セルが縦に15個、横に17個配列されている。ここでは、後の説明のため、中央を縦に並ぶ電流セルを上から順に「S7 S6 S5 … S1 S0 S1 … S5 S6 S7」と名づけ、その中央を縦に並ぶ電流セルの両側の横に並ぶ電流セル群(中央を縦に並ぶ電流セルを除く)を、上から順に「L7 L6 L5 … L1 L0 L1 … L5 L6 L7」と名づける。   Here, each rectangle surrounded by lines drawn vertically and horizontally represents each current cell. In FIG. 1, 15 current cells are arranged vertically and 17 horizontally. Here, for later explanation, the current cells arranged vertically in the center are named “S7 S6 S5... S1 S0 S1... S5 S6 S7” in order from the top, and the centers are arranged on both sides of the current cells arranged vertically. The current cell group (excluding the current cells arranged vertically in the center) is named “L7 L6 L5... L1 L0 L1... L5 L6 L7” in order from the top.

図2は、電流セル1つ分の構成を示した回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration for one current cell.

ここには、電源Vddとグランドとの間に2つのPチャンネルトランジスタ11,12が直列に配置されており、それら2つのPチャンネルトランジスタ11,12の接続点(ノードa)と信号出力端子Ioutとの間にもう1つのPチャンネルトランジスタ13が接続されている。また信号出力端子Ioutとグランドとの間には電流/電圧変換用の抵抗Rが接続されている。   Here, two P-channel transistors 11 and 12 are arranged in series between a power supply Vdd and the ground, and a connection point (node a) between the two P-channel transistors 11 and 12 and a signal output terminal Iout, Another P-channel transistor 13 is connected between the two. Further, a resistor R for current / voltage conversion is connected between the signal output terminal Iout and the ground.

図1に示す、二次元配置された多数の電流セルの、図2のPチャンネルトランジスタ13に対応するトランジスタは全て共通の信号出力端子Ioutに接続されている。   All of the transistors corresponding to the P-channel transistor 13 in FIG. 2 in a large number of two-dimensionally arranged current cells shown in FIG. 1 are connected to a common signal output terminal Iout.

ここで、図2の電流セルにおいて、Pチャンネルトランジスタ11のゲートには、所定の定電圧VGが印加されており、この定電圧VGによってそのPチャンネルトランジスタ11を流れる電流量が規定されている。Pチャンネルトランジスタ12のゲートには、デジタルデータをデコードした信号S(この電流セルで電流を生成させるか否かを制御する信号。この電流セルで電流を生成させる場合は‘H’レベルの信号)が入力され、さらにもう1つのPチャンネルトランジスタ13のゲートには、その信号Sの反転信号S′が入力される。この電流セルが、デジタルデータに応じて、電流を生成すべき電流セルであるときは信号Sが‘H’レベル、信号S′が‘L’レベルとなり、Pチャンネルトランジスタ12が遮断状態、Pチャンネルトランジスタ13が導通状態となって、Pチャンネルトランジスタ11を通って流れてきた電流はPチャンネルトランジスタ13を通って信号出力端子Ioutに流入する。ここでは、このときのこの電流セルの状態を「オン状態」と称し、電流セルを「オン状態」にすることを「オンにする」と称する。一方、この電流セルが、デジタルデータに応じて、電流の生成を行なわない電流セルであるときは、信号Sが‘L’レベル、信号S′が‘H’レベルとなり、Pチャンネルトランジスタ12が導通状態、Pチャンネルトランジスタ13が遮断状態となり、Pチャンネルトランジスタ11を通って流れてきた電流はPチャンネルトランジスタ12を通って流れてしまい信号出力端子Ioutに流入する電流としては寄与しない。ここでは、このときの電流セルの状態を「オフ状態」と称し、電流セルを「オフ状態」にすることを「オフにする」と称する。   Here, in the current cell of FIG. 2, a predetermined constant voltage VG is applied to the gate of the P channel transistor 11, and the amount of current flowing through the P channel transistor 11 is defined by the constant voltage VG. At the gate of the P-channel transistor 12, a signal S obtained by decoding digital data (a signal for controlling whether or not current is generated in this current cell. When current is generated in this current cell, a signal of "H" level) And an inverted signal S ′ of the signal S is input to the gate of another P-channel transistor 13. When this current cell is a current cell that should generate current according to digital data, the signal S is at the “H” level, the signal S ′ is at the “L” level, the P-channel transistor 12 is in the cutoff state, and the P-channel The transistor 13 becomes conductive, and the current flowing through the P channel transistor 11 flows into the signal output terminal Iout through the P channel transistor 13. Here, the state of the current cell at this time is referred to as “on state”, and turning on the current cell is referred to as “turning on”. On the other hand, when this current cell is a current cell that does not generate a current according to digital data, signal S becomes' L 'level, signal S' becomes' H 'level, and P channel transistor 12 becomes conductive. In this state, the P channel transistor 13 is cut off, and the current flowing through the P channel transistor 11 flows through the P channel transistor 12 and does not contribute to the current flowing into the signal output terminal Iout. Here, the state of the current cell at this time is referred to as “off state”, and turning the current cell into “off state” is referred to as “turning off”.

図1に示すように二次元的に配列された多数の電流セルのうち、デジタルデータに応じた電流セルをオンにすることにより、そのオン状態にある電流セルで生成された電流が信号出力端子Ioutに集まり、その合計の電流が抵抗Rを通って流れることによりその信号出力端子Ioutにそのデジタルデータに対応した電圧のアナログ信号があらわれる。   As shown in FIG. 1, among the many current cells arranged two-dimensionally, by turning on the current cell corresponding to the digital data, the current generated in the current cell in the on state is the signal output terminal. As the total current flows through the resistor R and flows through the resistor R, an analog signal having a voltage corresponding to the digital data appears at the signal output terminal Iout.

尚、ここでは、Pチャンネルトランジスタ13にデコード信号Sの反転信号S′を入力する旨説明したが、Pチャンネルトランジスタ13には、ある一定の基準電圧を入力するタイプの電流セルもあり、その他、図2に示す構成とは全く異なる構成の電流セルも種々知られている。ただし、ここでは電流セルの構成自体は問題としておらず、電流セルについてのこれ以上の詳細説明は省略する。   Here, it has been described that the inverted signal S ′ of the decode signal S is input to the P-channel transistor 13, but the P-channel transistor 13 includes a type of current cell that inputs a certain reference voltage, Various current cells having a completely different structure from that shown in FIG. 2 are also known. However, the configuration of the current cell is not a problem here, and further detailed description of the current cell is omitted.

ここで、この電流セル型D/A変換器は、図1に示すように二次元配列された多数の電流セルの特性が全て揃っている必要があり、電流セルの特性にばらつきがあるとD/A変換の直線性に悪影響を及ぼす。   Here, the current cell type D / A converter needs to have all the characteristics of a large number of two-dimensionally arranged current cells as shown in FIG. This adversely affects the linearity of / A conversion.

一方、このD/A変換器はLSIの製造プロセスを経て製造されるため、電流セルの配置場所による特性ばらつきを無くすことはできない。一般に隣接する電流セルどうしはほとんど同一の特性を有し、互いに離れた電流セルはその特性が異なるということが知られている。このため、例えばデジタルデータを1ビットずつ値を増していったときに、直線性誤差を最小に抑えるために二次元配列された多数の電流セルをどの順序でオンにしていくか、ということが重要であり、その方式がいくつか提案されている(特許文献1,2参照)。   On the other hand, since this D / A converter is manufactured through an LSI manufacturing process, it is not possible to eliminate variations in characteristics depending on the location of current cells. Generally, it is known that adjacent current cells have almost the same characteristics, and current cells separated from each other have different characteristics. For this reason, for example, when increasing the value of digital data bit by bit, in what order to turn on a number of two-dimensionally arranged current cells in order to minimize the linearity error. This is important, and several methods have been proposed (see Patent Documents 1 and 2).

ここでは、特許文献1に従った方式について説明する。   Here, a method according to Patent Document 1 will be described.

ここではデジタルデータは8ビットで構成されており、その8ビットのデジタルデータを上位4ビットと下位4ビットとに分けて説明する。   Here, the digital data is composed of 8 bits, and the 8-bit digital data is divided into upper 4 bits and lower 4 bits.

下位4ビットに関しては、表1に従って、図1に示す、二次元配列された多数の電流セルのうち中央の縦一列に配列された、電流セルが用いられる。   For the lower 4 bits, the current cells arranged in a central vertical row among the many two-dimensionally arranged current cells shown in FIG. 1 are used according to Table 1.

Figure 0004377268
Figure 0004377268

また、上位4ビットに関しては、表2に従って、図1に示す、中央の縦一列に配列された電流セルを除く他の全ての電流セルが用いられる。   For the upper 4 bits, according to Table 2, all the current cells shown in FIG. 1 except for the current cells arranged in a central vertical row are used.

Figure 0004377268
Figure 0004377268

特開平6−204879号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-204879 特開平8−330966号公報JP-A-8-330966

上記の表1,表2の方式によると、電流セルの特性にある程度ばらつきがあってもデジタルデータをアナログ信号に変換したときの直線性はほぼ確保される。   According to the methods shown in Tables 1 and 2, linearity is almost ensured when digital data is converted into an analog signal even if the characteristics of the current cells vary to some extent.

しかしながら、デジタルデータが「XXX01111」(XXXは、各ビットが1又は0のいずれでもよいことを表わしている)から「XXX10000」に変化するときを考えると、「XXX01111」のデータのときは、中央の縦一列の電流セル全てがオン状態、中央を横一行に並ぶ電流セル群のうち、電流セルS0を除く電流セル群L0の全ての電流セルがオフ状態にあり、「XXX10000」に変化すると、中央の縦一列の電流セル全てがオン状態からオフ状態に変化するとともに中央の横一行(電流セルS0を除く)の電流セル群L0全てがオフ状態からオン状態に変化し、この変化のタイミングでは中央の縦一列と電流セル群L0との間の製造ばらつき起因の電流値のズレが大きく出やすく、直線性(微分直線性)が大きく崩れてしまう場合が多々ある。   However, when the digital data changes from “XXX01111” (XXX represents that each bit may be 1 or 0) to “XXX10000”, the center of the data is “XXX01111”. When all of the current cells in one vertical column are turned on, and all the current cells in the current cell group L0 except the current cell S0 among the current cell group arranged in a horizontal row in the center are in the off state and changed to “XXX10000”, All the current cells in the central vertical column change from the on state to the off state, and all the current cell groups L0 in the central horizontal row (except for the current cell S0) change from the off state to the on state. There is a large deviation in current value due to manufacturing variations between the central vertical row and the current cell group L0, and linearity (differential linearity) is large. If there are many that would be.

本発明は、上記事情に鑑み、半導体集積回路として構成された電流セル型D/A変換器の直線性を補正する直線性補正方法および直線性が補正された電流セル型D/A変換器を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention provides a linearity correction method for correcting linearity of a current cell type D / A converter configured as a semiconductor integrated circuit, and a current cell type D / A converter with corrected linearity. The purpose is to provide.

上記目的を達成する本発明の電流セル型D/A変換器の直線性補正方法は、マトリックス状に二次元配置された複数の電流セルを備え、これら複数の電流セルのうちの中央を所定の方向に延びる一列の電流セルによりデジタルデータの下位ビットに応じた電流を生成するとともに、該一列の電流セルを挟む両側に二次元的に配列された電流セルによりデジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成することにより、それらの電流の合計の電流によってデジタルデータに応じたアナログ信号を生成する電流セル型D/A変換器の直線性補正方法であって、デジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成する電流セルのうちの、上記一列と並行な、所定の、少なくとも一列の電流セルを、電流セル1つにつき小電流生成用の複数のサブ電流セルで構成しておき、これら複数のサブ電流セルのうちの直線性誤差が最小となる組合せを検出し、この電流セル型D/A変換器の実使用にあたっては上記組合せを使用することを特徴とする。   A linearity correction method for a current cell type D / A converter according to the present invention that achieves the above object comprises a plurality of current cells arranged two-dimensionally in a matrix, and a center of the plurality of current cells is defined at a predetermined position. A current corresponding to the lower bits of the digital data is generated by a row of current cells extending in the direction, and a current corresponding to the upper bits of the digital data by current cells arranged two-dimensionally on both sides sandwiching the current cell of the row Is a linearity correction method for a current cell type D / A converter that generates an analog signal corresponding to digital data by the total current of the currents, and a current corresponding to the upper bits of the digital data Among a plurality of sub-current cells for generating a small current per current cell. The combination of the plurality of sub-current cells that minimizes the linearity error is detected, and the combination is used in actual use of the current cell type D / A converter. To do.

また、上記目的を達成する本発明の電流セル型D/A変換器は、マトリックス状に二次元配置された複数の電流セルを備え、これら複数の電流セルのうちの中央を所定の方向に延びる一列の電流セルによりデジタルデータの下位ビットに応じた電流を生成するとともに、該一列の電流セルを挟む両側に二次元的に配列された電流セルによりデジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成することにより、それらの電流の合計の電流によってデジタルデータに応じたアナログ信号を生成する電流セル型D/A変換器において、デジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成する電流セルのうちの、前記一列と並行な、所定の、少なくとも一列の電流セルを、電流セル1つにつき小電流生成用の複数のサブ電流セルを備え、これら複数のサブ電流セルのうちの直線性誤差が最小となる組合せが実使用されてなることを特徴とする。   The current cell type D / A converter of the present invention that achieves the above object includes a plurality of current cells arranged two-dimensionally in a matrix, and extends in the predetermined direction at the center of the plurality of current cells. A current cell corresponding to the lower bits of the digital data is generated by one row of current cells, and a current corresponding to the upper bits of the digital data is generated by current cells arranged two-dimensionally on both sides sandwiching the current cell of one row. Thus, in the current cell type D / A converter that generates an analog signal corresponding to the digital data by the total current of the currents, the current cell that generates a current corresponding to the upper bits of the digital data A plurality of sub-current cells for generating a small current for each current cell, the predetermined number of current cells being parallel to the one row; Combinations linearity error of the flow cell is minimized, characterized by comprising the actual use.

本発明では、電流セル型D/A変換器を構成する、デジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成する電流セルのうちの、デジタルデータの下位ビットに対応する電流セルの列と並行な、所定の、少なくとも一列の電流セルを、電流セル1つにつき小電流生成用の複数のサブ電流セルで構成しておき、調整にあたって複数のサブ電流セルのうちの直線性誤差が最小となる組合せを検出し、実使用にあたっては、その直線性誤差が最小となる組合せを使用するものであるため、従来と比べ直線性誤差を大幅に向上させることができる。   In the present invention, a current cell type D / A converter that constitutes a current cell and generates a current corresponding to an upper bit of digital data, and parallel to a column of current cells corresponding to a lower bit of digital data, A predetermined, at least one row of current cells is configured with a plurality of sub-current cells for generating a small current per current cell, and a combination that minimizes the linearity error among the plurality of sub-current cells for adjustment is selected. In detection and actual use, since the combination that minimizes the linearity error is used, the linearity error can be greatly improved compared to the conventional case.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図3は、本発明の電流セル型D/A変換器における、電流セルの配置例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example of current cells in the current cell type D / A converter of the present invention.

図1に示す従来の配置と比べると、左右両端の縦に並ぶ、図1では1つの電流セルが、図3に示す実施形態では3つのサブ電流セルA,B,Cで構成されている点である。これら3つのサブ電流セルA,B,Cは、図1に示す1つの電流セル、あるいは図3に示すサブ電流セルA,B,Cからなる電流セルを除く他の電流セル(これを、ここでは「標準サイズの電流セル」と称する)と比べ、サイズの小さなトランジスタで構成されている。具体的には、サブ電流セルA,Bはそれぞれが標準サイズの電流セルと構造が同じであって、トランジスタのサイズが小さく標準サイズの電流セルの半分の電流を流すサブ電流セルであり、サブ電流セルCは標準サイズの電流セルと同じ構造を有するがトランジスタのサイズがさらに小さく、標準サイズの電流セルの1/4の電流を流すサブ電流セルである。そこでここではサブ電流セルA,Bのそれぞれを「1/2サイズのサブ電流セル」と称し、電流セルCを「1/4サイズのサブ電流セル」と称する。   Compared with the conventional arrangement shown in FIG. 1, one current cell is arranged vertically at both left and right ends in FIG. 1, and in the embodiment shown in FIG. 3, three sub current cells A, B, and C are configured. It is. These three sub-current cells A, B, and C are one current cell shown in FIG. 1 or other current cells excluding the current cell composed of the sub-current cells A, B, and C shown in FIG. Is called a “standard size current cell”). Specifically, each of the sub-current cells A and B has the same structure as the standard-size current cell, and is a sub-current cell that has a small transistor size and flows half the current of the standard-size current cell. The current cell C is a sub-current cell having the same structure as that of a standard size current cell, but having a smaller transistor size and passing a current that is 1/4 that of the standard size current cell. Therefore, here, each of the sub-current cells A and B is referred to as a “½-size sub-current cell”, and the current cell C is referred to as a “¼-size sub-current cell”.

図4は、図3に示す電流セルの配列を持ったD/A変換器に一緒に組み込まれるキャリブレーション回路を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a calibration circuit incorporated together in the D / A converter having the current cell arrangement shown in FIG.

この図4には、キャリブレーション(直線性の補正)を行なうためのキャリブレートパターンを生成するキャリブレートパターン生成部21と、そのキャリブレートパターン生成部21で生成されたキャリブレートパターンと通常の使用時においてアナログ信号に変換されるべきデジタルデータ(通常信号)とをキャリブレートコントロール信号に応じて切り換えて後段に伝えるマルチプレクサ22と、そのマルチプレクサ22から出力されてきた信号に基づいて、図3に示す構造の電流セル群を構成する各電流セル(左右両端の電流セルを構成する、電流セル1つにつき3つのサブ電流セルA,B,Cを含む)のオン/オフを制御する制御信号を生成するロジック部23と、図3に示す配列の電流セル群を有するDAコア10とそのDAコア10からのアナログ出力をモニタして後述するように比較を行なうコンパレータ24が示されている。このコンパレータ24における比較結果はロジック部23に入力され、ロジック部23は、キャリブレーションモードでは、その比較結果に応じても制御信号を変化させる。   FIG. 4 shows a calibration pattern generation unit 21 that generates a calibration pattern for performing calibration (correction of linearity), a calibration pattern generated by the calibration pattern generation unit 21, and an analog signal during normal use. A multiplexer 22 which switches digital data (normal signal) to be converted into a normal signal in accordance with a calibration control signal and transmits it to a subsequent stage, and a current cell group having a structure shown in FIG. 3 based on a signal output from the multiplexer 22 A logic unit 23 that generates a control signal for controlling on / off of each current cell (including three sub-current cells A, B, and C for each current cell that constitutes current cells at both ends) 3 and the DA core 10 having the current cell group of the arrangement shown in FIG. Comparator 24 for comparing, as will be described later by monitoring the analog output is shown from 10. The comparison result in the comparator 24 is input to the logic unit 23. In the calibration mode, the logic unit 23 changes the control signal according to the comparison result.

ここでは、キャリブレーションモードにおいて、以下のような処理が行なわれる。   Here, the following processing is performed in the calibration mode.

先ず、図3に示す多数の電流セルのうち、デジタルデータ「00001111」に相当する電流セル(S0〜S7の15個の電流セル全て)をオン(他の全ての電流セルはオフ)にしてそのときの信号出力端子Ioutの電圧をコンパレータ24に取り込んで一旦記憶し(ここではこのときの信号出力端子Ioutの電圧を「比較基準電圧V0」と称する)、次いで、デジタルデータ「00010000」に相当する電流セル(電流セル群L0を構成する16個の電流セル)をオン(他の全ての電流セルはオフ)にする。このとき、左右両端の電流セルについては、1/2サイズのサブ電流セルAと1/4サイズのサブ電流セルCをオンにし、1/2サイズのサブ電流セルBはオフのままとする。このときに出力信号端子Ioutにあらわれる電圧V1を、コンパレータ24に先ほど取り込んだ比較基準電圧V0と比較する。このとき、V0<V1であったときは、次にデジタルデータ「00010000」に相当する電流セル(電流セル群L0を構成する16個の電流セル)であって、左右両端の電流セルにあっては3つのサブ電流セルA,B,Cのうち1/4サイズのサブ電流セルCのみをオン、他の2つの1/2サイズのサブ電流セルA,Bはオフのままとする。このときに出力信号端子Ioutにあらわれる電圧V2を、コンパレータ24に取り込んでおいて比較基準電圧V0と比較する。   First, among the many current cells shown in FIG. 3, the current cells corresponding to the digital data “00001111” (all 15 current cells S0 to S7) are turned on (all other current cells are turned off). The voltage at the signal output terminal Iout is taken into the comparator 24 and temporarily stored (here, the voltage at the signal output terminal Iout is referred to as “comparison reference voltage V0”), and then corresponds to the digital data “00010000”. The current cell (16 current cells constituting the current cell group L0) is turned on (all other current cells are turned off). At this time, for the current cells at the left and right ends, the ½-size sub-current cell A and the ¼-size sub-current cell C are turned on, and the ½-size sub-current cell B is kept off. At this time, the voltage V1 appearing at the output signal terminal Iout is compared with the comparison reference voltage V0 previously taken into the comparator 24. At this time, if V0 <V1, the current cells corresponding to the digital data “00010000” (16 current cells constituting the current cell group L0) are present in the current cells at both the left and right ends. Of the three sub-current cells A, B, and C, only the ¼-size sub-current cell C is turned on, and the other two ½-size sub-current cells A and B are kept off. At this time, the voltage V2 appearing at the output signal terminal Iout is taken into the comparator 24 and compared with the comparison reference voltage V0.

以上の2回の比較結果から、ロジック部23は、実使用時に、左右両端の電流セルを構成する電流セル1つにつき3つのサブ電流セルA,B,Cを以下のように制御する。
(a)V0≧V1のとき
実使用時は、3つのサブ電流セルA,B,Cの全てを使用(同時にオン/オフ)する。
(b)V0<V1、かつ、V0≧V2のとき
実使用時は、3つのサブ電流セルA,B,Cのうち、1/4サイズのサブ電流セルCは不使用(常にオフ状態)とし、残りの2つの1/2サイズのサブ電流セルA,Bを同時に使用(オン/オフ)する。
(c)V0<V2のとき
実使用時は、3つのサブ電流セルA,B,Cのうち、2つの1/2サイズのサブ電流セルA,Bのうちの一方(例えば、ここでは1/2サイズのサブ電流セルA)ともう1つの1/4サイズのサブ電流セルCを使用(同時にオン/オフ)し、残りの1つの1/2サイズのサブ電流セル(例えばここでは1/2サイズのサブ電流セルB)は不使用(常にオフ状態)とする。
From the above two comparison results, the logic unit 23 controls the three sub current cells A, B, and C as follows for each current cell constituting the current cells at the left and right ends in actual use.
(A) When V0 ≧ V1 In actual use, all three sub-current cells A, B, C are used (turned on / off simultaneously).
(B) When V0 <V1 and V0 ≧ V2 During actual use, among the three sub-current cells A, B, C, the quarter-size sub-current cell C is not used (always off). The remaining two 1/2 size sub-current cells A and B are simultaneously used (ON / OFF).
(C) When V0 <V2 In actual use, one of the two sub-current cells A, B of the ½ size among the three sub-current cells A, B, C (for example, 1 / 2 size sub current cell A) and another 1/4 size sub current cell C are used (on / off at the same time), and the remaining half size sub current cell (for example 1/2 here) The size of the sub-current cell B) is not used (always off).

このようにして、3つのサブ電流セルA,B,Cについて直線性誤差が最小となる組合せを検出し、実使用時にはその組合せを使用することにより、直線性の良いD/A変換器が実現する。   In this way, a combination with the smallest linearity error is detected for the three sub-current cells A, B, and C, and a D / A converter with good linearity is realized by using the combination in actual use. To do.

尚、図4に示す構成において、実使用時に上記の(a)〜(c)のいずれのパターンを採用するかという情報は、ロジック部23に不揮発性のメモリを持ってそこに記憶しておいてもよく、ヒューズあるいはアンチヒューズを組み込んでおいて固定的に記憶してもよく、あるいは外部ピンを電源あるいはグランドに接続すること等により情報を内部に伝えるようにしてもよい。   In the configuration shown in FIG. 4, the information on which pattern (a) to (c) is to be used in actual use is stored in the logic unit 23 with a non-volatile memory. Alternatively, a fuse or an antifuse may be incorporated and stored in a fixed manner, or information may be transmitted to the inside by connecting an external pin to a power source or a ground.

また、上記実施形態では、図3の左右両端の各一列の電流セルを2つの1/2サイズのサブ電流セルA,Bと1つの1/4サイズのサブ電流セルCとで構成したが、調整用の電流セルを構成するサブ電流セルの組合せはこの3つのサブ電流セルA,B,Cに限られるものではなく、必要とする精度等に応じて組み合わせた複数のサブ電流セルを用意すればよい。また調整用の電流セルは左右両端の電流セルである必要はなく、左右のうちの一方の端の電流セルであってもよく、また、左あるいは右の端の電流セルである必要はなく、別の位置の電流セルであってもよい。   In the above embodiment, each row of current cells at the left and right ends in FIG. 3 is composed of two ½-size sub-current cells A and B and one ¼-size sub-current cell C. The combination of the sub-current cells constituting the adjustment current cell is not limited to these three sub-current cells A, B, C, and a plurality of sub-current cells may be prepared according to the required accuracy. That's fine. Moreover, the current cell for adjustment does not need to be a current cell at both ends of the left and right, may be a current cell at one of the left and right, and need not be a current cell at the left or right end, It may be a current cell at another location.

従来の、電流セルの二次元配置を示す図である。It is a figure which shows the conventional two-dimensional arrangement | positioning of the current cell. 電流セル1つ分の構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structure for one current cell. 本発明の電流セル型D/A変換器における、電流セルの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the current cell in the current cell type D / A converter of this invention. 図3に示す電流セルの配列を持ったD/A変換器に一緒に組み込まれるキャリブレーション回路を示す図である。It is a figure which shows the calibration circuit integrated together in the D / A converter with the arrangement | sequence of the current cell shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 DAコア
11,12,13 Pチャンネルトランジスタ
21 キャリブレートパターン生成部
22 マルチプレクサ
23 ロジック部
24 コンパレータ
10 DA core 11, 12, 13 P-channel transistor 21 Calibrated pattern generation unit 22 Multiplexer 23 Logic unit 24 Comparator

Claims (2)

マトリックス状に二次元配置された複数の電流セルを備え、これら複数の電流セルのうちの中央を所定の方向に延びる一列の電流セルによりデジタルデータの下位ビットに応じた電流を生成するとともに、該一列の電流セルを挟む両側に二次元的に配列された電流セルによりデジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成することにより、それらの電流の合計の電流によってデジタルデータに応じたアナログ信号を生成する電流セル型D/A変換器の直線性補正方法であって、
デジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成する電流セルのうちの、前記一列と並行な、所定の、少なくとも一列の電流セルを、電流セル1つにつき小電流生成用の複数のサブ電流セルで構成しておき、
これら複数のサブ電流セルのうちの直線性誤差が最小となる組合せを検出し、
この電流セル型D/A変換器の実使用にあたっては前記組合せを使用することを特徴とする電流セル型D/A変換器の直線性補正方法。
A plurality of current cells arranged two-dimensionally in a matrix, and a current corresponding to the lower bits of the digital data is generated by a row of current cells extending in a predetermined direction at the center of the plurality of current cells; By generating current corresponding to the upper bits of the digital data with current cells that are two-dimensionally arranged on both sides of a row of current cells, an analog signal corresponding to the digital data is generated based on the total current of those currents. A linearity correction method for a current cell type D / A converter,
Among the current cells that generate a current corresponding to the upper bits of the digital data, a predetermined, at least one row of current cells parallel to the one row is a plurality of sub-current cells for generating a small current for each current cell. Configure
The combination that minimizes the linearity error among these sub-current cells is detected,
A method for correcting the linearity of a current cell type D / A converter, wherein the combination is used in actual use of the current cell type D / A converter.
マトリックス状に二次元配置された複数の電流セルを備え、これら複数の電流セルのうちの中央を所定の方向に延びる一列の電流セルによりデジタルデータの下位ビットに応じた電流を生成するとともに、該一列の電流セルを挟む両側に二次元的に配列された電流セルによりデジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成することにより、それらの電流の合計の電流によってデジタルデータに応じたアナログ信号を生成する電流セル型D/A変換器において、
デジタルデータの上位ビットに応じた電流を生成する電流セルのうちの、前記一列と並行な、所定の、少なくとも一列の電流セルを、電流セル1つにつき小電流生成用の複数のサブ電流セルを備え、
これら複数のサブ電流セルのうちの直線性誤差が最小となる組合せが実使用されてなることを特徴とする電流セル型D/A変換器。
A plurality of current cells arranged two-dimensionally in a matrix, and a current corresponding to the lower bits of the digital data is generated by a row of current cells extending in a predetermined direction at the center of the plurality of current cells; By generating current corresponding to the upper bits of the digital data with current cells that are two-dimensionally arranged on both sides of a row of current cells, an analog signal corresponding to the digital data is generated based on the total current of those currents. In the current cell type D / A converter
Among the current cells that generate a current corresponding to the upper bits of the digital data, at least one row of current cells parallel to the one row, and a plurality of sub-current cells for generating a small current per current cell. Prepared,
A current cell type D / A converter characterized in that a combination that minimizes the linearity error among the plurality of sub-current cells is actually used.
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