JP4892499B2 - Digital / analog converter - Google Patents
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Description
本発明は、電流セル型のデジタル・アナログ変換器(以下、「DAC」という)、特にその単位電流を流す単位電流セルの電流値調整機能に関するものである。 The present invention relates to a current cell type digital-to-analog converter (hereinafter referred to as “DAC”), and more particularly to a current value adjusting function of a unit current cell through which the unit current flows.
図2は、一般的な電流セル型のDACの構成図である。
このDACは、入力される10ビットのデジタル信号DSに応じたアナログ電圧AVを出力するもので、それぞれ単位電流Iを出力する31個の単位電流セル(UC)101〜1031を有する単位電流セル群10と、それぞれ単位電流Iの1/32,1/16,1/8/,1/4,1/2に重み付けされた一定電流を出力する分数電流セル(FC)21,22,23,24,25を有する分数電流セル群20を備えている。
FIG. 2 is a configuration diagram of a general current cell type DAC.
The DAC outputs analog voltage AV corresponding to the digital signal DS of 10 bits input, 31 pieces of unit current cells for outputting a unit current I, respectively (UC) unit current having a 10 1 to 10 31 The
分数電流セル群20の分数電流セル21〜25は、10ビットのデジタル信号DSの下位の5ビットb0〜b4によってそれぞれ動作が制御され、対応するビットが論理値“1”の時に、それぞれ重み付けされた一定電流をノードN20に出力するようになっている。
The operations of the fractional current cells 21 to 25 of the fractional
一方、単位電流セル群10の単位電流セル101〜1031の各出力電流は、10ビットのデジタル信号DSの上位の5ビットb5〜b9の値によって制御されるようになっている。即ち、単位電流セル101〜1031の出力側は、スイッチ群30の対応するスイッチ301〜3031を介してノードN30に接続されており、各スイッチ301〜3031はスイッチ制御部40からの選択制御信号によってオン・オフ制御されるようになっている。スイッチ制御部40は、デジタル信号DSの上位5ビットb5〜b9に基づいて、その値(=0〜31)と同数のスイッチをオン状態にするための選択制御信号を出力するものである。
On the other hand, the output currents of the unit
ノードN30から出力される単位電流セル群10の電流I30は、ノードN20から出力される分数電流セル群20の電流I20と加算されて電流電圧変換部50に与えられるようになっている。電流電圧変換部50は、入力される電流(I20+I30)に応じたアナログ電圧AVを出力するものである。
The current I30 of the unit
このDACでは、10ビットのデジタル信号DSの上位5ビットで指定される値(即ち、0〜31)に従い、それと同数の単位電流セルから出力される単位電流Iがスイッチ群30で加算され、ノードN30から電流I30として出力される。一方、分数電流セル群20では、10ビットのデジタル信号DSの下位5ビットに応じて分数電流セル21〜25が制御され、この下位5ビットの値(即ち、0〜31/32)に応じた電流がノードN20から電流I20として出力される。
In this DAC, the unit current I output from the same number of unit current cells is added by the
電流I20,I30は加算されて電流電圧変換部50に与えられ、その電流の大きさに応じた電圧に変換されてアナログ電圧AVとして出力される。
The currents I20 and I30 are added and given to the current-
ここで、このDACの精度を考えた場合、単位電流セル群10の各単位電流セル101〜1031の出力電流の誤差は、少なくとも分数電流セル群20の電流I20の分解能(即ち、単位電流Iの1/32)以下でなければ意味は無く、特に10個以上の単位電流セルの電流が加算されることを考慮すれば、単位電流セルの電流誤差はその1/10以下とする必要がある。一般に半導体集積回路では、その製造工程での原料ガスの濃度や温度のばらつき等により、同一チップ内でも全く同一の特性の素子を形成することは困難である。このため、電流精度を重視する単位電流セルには電流値調整機能を設けることが多い。
Here, when the accuracy of the DAC is considered, the error in the output current of each of the unit
図3は、電流値調整機能を有する従来の単位電流セルの構成図である。
この単位電流セルは、図2中の各単位電流セル101〜1031として設けられるもので、6組の抵抗11a〜11fとヒューズ12a〜12fによるヒューズ回路、デコーダ(DEC)13、微調整用の定電流源141〜1463とメインの定電流源15による定電流回路で構成されている。
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional unit current cell having a current value adjusting function.
This unit current cell is provided as each unit
ヒューズ回路は、電源電位VDDと接地電位GNDの間に抵抗11jとヒューズ12j(但し、j=a〜f)を直列に接続し、ヒューズ12jを選択的に切断することによってその接続点にレベル“H”(即ち、電源電位VDD)の信号を出力するものである。デコーダ13は、ヒューズ回路の6個のヒューズ12a〜12fの状態に応じて出力される信号の値に応じて、微調整用の定電流源141〜1463に対する制御信号を出力するものである。
In the fuse circuit, a resistor 11j and a fuse 12j (where j = af) are connected in series between a power supply potential VDD and a ground potential GND, and a level “ A signal of H ″ (that is, power supply potential VDD) is output. The
各定電流源141〜1463は、それぞれ制御信号によって出力状態に制御されたときに、例えば単位電流Iの3/1000程度の電流を出力するものである。これに対して、メインの定電流源15は、制御信号とは無関係に単位電流Iの9/10程度の基底電流を出力するものである。
Each of the constant current sources 14 1 to 14 63 outputs, for example, a current of about 3/1000 of the unit current I when controlled to the output state by the control signal. On the other hand, the main constant
この単位電流セルでは、定電流源141〜1463がすべてオフ状態の時には定電流源15から(9/10)I程度の基底電流が流れ、定電流源141〜1463がすべてオン状態の時にはこれらの定電流源141〜1463と定電流源15から合計で(11/10)I程度の電流が流れることになる。即ち、この単位電流セルは、調整用のヒューズ12a〜12fの設定により、単位電流Iの90%〜110%の間で0.3%程度の誤差で、出力電流を調整することができる。
In this unit current cell, when all of the constant current sources 14 1 to 14 63 are in the OFF state, a base current of about (9/10) I flows from the constant
しかしながら、前記DACの各単位電流セルは、それぞれ調整用に6個のヒューズを有している。従って、31個の単位電流セル101〜1031を有する単位電流セル群10全体では、186個のヒューズが必要になる。
However, each unit current cell of the DAC has six fuses for adjustment. Therefore, 186 fuses are required for the entire unit
ヒューズは、電流値の調整時に選択的にレーザビームの照射や電流によって焼き切るので、その切断時に隣接するヒューズが影響を受けないように、一定の距離をあけて配置する必要がある。このため、他のトランジスタや抵抗等の回路素子に比べて大きなレイアウト面積を必要とし、チップ全体の面積が大きくなるという課題があった。また、単位電流セル毎に6個のヒューズの設定を行う必要があるので、電流調整等のテスト時間が増加するという課題もあった。更に、ヒューズ自体の製造不良で調整が不能になり、歩留まりが低下するという課題もあった。 Since the fuse is selectively burned out by laser beam irradiation or current when adjusting the current value, it is necessary to arrange the fuse at a certain distance so that the adjacent fuse is not affected at the time of cutting. For this reason, there is a problem that a larger layout area is required compared with other circuit elements such as transistors and resistors, and the entire chip area is increased. Further, since it is necessary to set six fuses for each unit current cell, there is a problem that a test time for current adjustment or the like increases. Furthermore, there is a problem that adjustment is impossible due to defective manufacture of the fuse itself, and the yield is lowered.
本発明は、電流セル型DACの単位電流セル群で使用する調整用のヒューズの数を削減することにより、チップのレイアウト面積を削減することを主目的としている。 The main object of the present invention is to reduce the layout area of a chip by reducing the number of adjustment fuses used in a unit current cell group of a current cell type DAC.
本発明は、同一の一定電流を生成する複数の単位電流セルを有する電流セル群と、与えられるデジタル信号の値に応じた数の前記単位電流セルを選択するための選択制御信号を生成するスイッチ制御部と、前記選択制御信号に従って前記電流セル群の単位電流セルを選択し、該選択した単位電流セルで生成される一定電流を加え合わせて出力するスイッチと、前記スイッチから出力される電流をアナログ電圧に変換する電流電圧変換部とを備えたDACにおいて、電流セル群を次のように構成したことを特徴としている。 The present invention provides a current cell group having a plurality of unit current cells that generate the same constant current, and a switch that generates a selection control signal for selecting the number of unit current cells according to the value of a given digital signal. Selecting a unit current cell of the current cell group in accordance with the selection control signal, adding a constant current generated by the selected unit current cell, and outputting a current output from the switch; In a DAC including a current-voltage conversion unit that converts an analog voltage, a current cell group is configured as follows.
即ち、電流セル群の複数の単位電流セルの内で特定の1個の単位電流セルは、基底電流を出力する第1の主電流源と、前記第1の主電流源の基底電流に加えることによって前記一定電流を生成するための調整電流を出力する複数の第1の調整電流源と、電流値調整用の第1の制御信号を生成するためのM個(但し、Mは3以上の整数)のヒューズを有する第1のヒューズ回路と、前記第1の制御信号に従って前記第1の調整電流源の動作を制御する第1の制御部を有している。 That is, one specific unit current cell among the plurality of unit current cells of the current cell group is added to the first main current source that outputs the base current and the base current of the first main current source. A plurality of first adjustment current sources for outputting an adjustment current for generating the constant current, and M for generating a first control signal for current value adjustment (where M is an integer of 3 or more) ) And a first control unit for controlling the operation of the first adjustment current source in accordance with the first control signal.
また、電流セル群の複数の単位電流セルの内で前記特定の単位電流セル以外の単位電流セルは、それぞれ、基底電流を出力する第2の主電流源と、前記第2の主電流源の基底電流に加えることによって前記一定電流を生成するための調整電流を出力する複数の第2の調整電流源と、電流値調整用の補正信号を生成するためのN個(但し、NはMよりも小さい2以上の整数)のヒューズを有する第2のヒューズ回路と、前記第1の制御信号と前記補正信号を加算して第2の制御信号を生成する加算器と、前記第2の制御信号に従って前記第2の調整電流源の動作を制御する第2の制御部を有している。 Further, among the plurality of unit current cells of the current cell group, unit current cells other than the specific unit current cell are respectively a second main current source that outputs a base current and a second main current source that outputs a base current. A plurality of second adjustment current sources for outputting an adjustment current for generating the constant current by adding to the base current, and N for generating a correction signal for current value adjustment (where N is from M A second fuse circuit having a smaller integer than 2), an adder for adding the first control signal and the correction signal to generate a second control signal, and the second control signal And a second control unit for controlling the operation of the second adjustment current source.
本発明では、電流セル群の複数の単位電流セルの内で特定の1個の単位電流セルに、電流値調整用の第1の制御信号を生成するためのM個のヒューズを設け、特定の単位電流セル以外の単位電流セルは、それぞれ、第1の制御信号に加算するための補正信号を生成するN個のヒューズを設けている。補正信号は、第1の制御信号に比べて制御範囲が狭くて良いので、M>Nとすることができる。これにより、電流セル群におけるヒューズの総数を削減することができる、という効果がある。 In the present invention, M fuses for generating a first control signal for current value adjustment are provided in one specific unit current cell among the plurality of unit current cells of the current cell group, Each unit current cell other than the unit current cell is provided with N fuses for generating a correction signal to be added to the first control signal. Since the correction signal may have a narrower control range than the first control signal, M> N can be satisfied. Thereby, there is an effect that the total number of fuses in the current cell group can be reduced.
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。 The above and other objects and novel features of the present invention will become more fully apparent when the following description of the preferred embodiment is read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are for explanation only, and do not limit the scope of the present invention.
図1は、本発明の実施例1を示す単位電流セル群の構成図である。
この単位電流セル群は、図2のDACにおいて単位電流セル群10として用いられるもので、基準となる1個の基準単位電流セル10Rと、その他の30個の単位電流セル10A1,10A2,…で構成されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a unit current cell
This unit current cell group is used as the unit
基準単位電流セル10Rは、例えば図2のように単位電流セルがマトリクス状に配置されている場合、このマトリクスのほぼ中央に配置された単位電流セル(図2の場合、単位電流セル1015)である。これは、単位電流セルの特性は、製造プロセスのばらつきのために配置位置によって特性が少しずつ変化するが、ほぼ中央の単位電流セルは平均的な特性を備えていると考えられるからである。なお、基準単位電流セル10Rの単位電流1は、デジタル信号DSに基づいて1個以上の単位電流セルを選択するときには、スイッチ制御部40からの選択制御信号によって必ず選択されるようになっている。
For example, when the unit current cells are arranged in a matrix as shown in FIG. 2, the reference unit current cell 10R is a unit current cell arranged almost at the center of the matrix (in the case of FIG. 2, the unit current cell 10 15 ). It is. This is because the characteristics of the unit current cell change little by little depending on the arrangement position due to variations in the manufacturing process, but the unit current cell at the center is considered to have an average characteristic. The
基準単位電流セル10Rは、図3に示した従来の単位電流セルと同様に、6組の抵抗11a〜11fとヒューズ12a〜12fによるヒューズ回路、デコーダ(DEC)13、及び微調整用の定電流源141〜1463とメインの定電流源15による定電流回路で構成されている。
Similarly to the conventional unit current cell shown in FIG. 3, the reference unit current cell 10R is composed of a fuse circuit including six sets of
基準単位電流セル10Rのヒューズ回路は、電源電位VDDと接地電位GNDの間に抵抗11jとヒューズ12j(但し、j=a〜f)を直列に接続し、ヒューズ12jを切断することによってその接続点にレベル“H”(即ち、電源電位VDD)の信号を出力するものである。なお、ヒューズ回路の6個のヒューズ12a〜12fの状態に応じて出力される制御信号Sa〜Sfは、信号Saを符号ビットとし、信号Sfを最下位ビットとする符号付の2進数を表すようにしている。即ち、制御信号Sa〜Sfによって−32〜+31の範囲の値が出力されることになる。
The fuse circuit of the reference unit current cell 10R is configured such that a resistor 11j and a fuse 12j (where j = af) are connected in series between the power supply potential VDD and the ground potential GND, and the fuse 12j is disconnected to disconnect its connection point. A signal of level “H” (that is, power supply potential VDD) is output. The control signals Sa to Sf output according to the states of the six
デコーダ13は、ヒューズ回路から出力される制御信号Sa〜Sfの値に応じて、微調整用の定電流源141〜1463に対する動作制御信号を出力するものである。即ち、制御信号Sa〜Sfの値が−32のときは定電流源141〜1463をすべてオフ状態にする(0個の定電流源をオン状態にする)動作制御信号が出力される。また、制御信号Sa〜Sfの値が+32のときは定電流源141〜1463をすべてオン状態にする(63個の定電流源をオン状態にする)動作制御信号が出力される。即ち、デコーダ13は、制御信号Sa〜Sfの値がK(K=−32〜+31)のときは、(32+K)個の定電流源を同時にオン状態にする動作制御信号を出力するようになっている。
The
各定電流源141〜1463は、それぞれ動作制御信号によって出力状態に制御されたときに、例えば単位電流Iの3/1000程度の電流を出力するものである。これに対して、メインの定電流源15は、動作制御信号とは無関係に常に単位電流Iの9/10程度の基底電流を出力するものである。
Each of the constant current sources 14 1 to 14 63 outputs, for example, a current of about 3/1000 of the unit current I when controlled to the output state by the operation control signal. On the other hand, the main constant
一方、その他の30個の単位電流セル10A1,10A2,…は、何れも同様の構成で、例えば単位電流セル10A1として示すように、3組の抵抗11g〜11iとヒューズ12g〜12iによるヒューズ回路、加算器(ADD)16、デコーダ13、及び基準単位電流セル10Rと同様の定電流回路で構成されている。
On the other hand, the other 30 unit current cells 10A1, 10A2,... Have the same configuration. For example, as shown as the unit current cell 10A1, a fuse circuit including three sets of
単位電流セル10A1のヒューズ回路は、電源電位VDDと接地電位GNDの間に抵抗11kとヒューズ12k(但し、k=g〜i)を直列に接続し、ヒューズ12kを切断することによってその接続点にレベル“H”(即ち、電源電位VDD)の補正信号を出力するものである。なお、ヒューズ回路の3個のヒューズ12g〜12iの状態に応じて出力される補正信号Sg〜Siは、信号Sgを符号ビットとし、信号Siを最下位ビットとする符号付の2進数を表すようにしている。即ち、補正信号Sg〜Siによって−4〜+3の範囲の値が出力されることになる。 In the fuse circuit of the unit current cell 10A1, a resistor 11k and a fuse 12k (where k = g to i) are connected in series between the power supply potential VDD and the ground potential GND, and the fuse 12k is cut to the connection point. A correction signal of level “H” (that is, power supply potential VDD) is output. The correction signals Sg to Si output in accordance with the states of the three fuses 12g to 12i of the fuse circuit represent a signed binary number having the signal Sg as a sign bit and the signal Si as a least significant bit. I have to. That is, values in the range of -4 to +3 are output by the correction signals Sg to Si.
加算器16は、その単位電流セル10A1のヒューズ回路から出力される補正信号Sg〜Siによる符号付の2進数と、基準単位電流セル10Rのヒューズ回路から出力される制御信号Sa〜Sfによる符号付の2進数とを加算するものである。加算器16の加算結果は、デコーダ13に与えられている。
The
単位電流セル10A1のデコーダ13は、単位電流セル10A1のデコーダと同じ機能を有するもので、加算器16の加算結果に応じて、定電流回路の微調整用の定電流源141〜1463に対する動作制御信号を出力するものである。即ち、デコーダ13は、加算器16の加算結果がK(K=−32〜+31)のときは、(32+K)個の定電流源を同時にオン状態にする動作制御信号を出力するようになっている。
The
なお、この単位電流セル群を用いたDACのその他の構成要素(分数電流セル群20、スイッチ群30、及び電流電圧変換部50)は、図2に示した一般的な電流セル型のDACと同様である。また、スイッチ制御部40は、前述したように、デジタル信号DSの上位5ビットb5〜b9に基づいて、その値(=0〜31)と同数のスイッチをオン状態にするための選択制御信号を出力するものであるが、1個以上のスイッチをオン状態にするときには、基準単位電流セル10Rに対応するスイッチを必ずオン状態にするように構成されている。
The other components of the DAC using the unit current cell group (the fractional
次に、図1の単位電流セル群を備えた図2のDACにおいて、この単位電流セル群の各単位電流セルの調整方法を説明する。 Next, a method for adjusting each unit current cell of the unit current cell group in the DAC of FIG. 2 provided with the unit current cell group of FIG. 1 will be described.
先ず、10ビットのデジタル信号DSとして、2進数“0000011111”を入力すると共に、図示しない調整信号を与える。この調整信号は、調整時に図2の分数電流セル群20の分数電流セル21と並列に設けられて同じ一定電流(単位電流Iの1/32)を出力するテスト用分数電流セル(図示せず)を起動させるものである。これにより、分数電流セル群20の分数電流セル21〜25とテスト用分数電流セルから電流が出力され、その合計の電流I20は単位電流Iに一致する。一方、単位電流セル群10の単位電流セルは選択されないので、スイッチ群30から出力される電流I30は0である。このとき、電流電圧変換部50から出力されるアナログ電圧AVの値を単位電流Iに対応する基準電圧として記録する。
First, a binary number “0000011111” is input as a 10-bit digital signal DS, and an adjustment signal (not shown) is given. This adjustment signal is a test fractional current cell (not shown) that is provided in parallel with the fractional current cell 21 of the fractional
次に、調整信号を停止し、デジタル信号DSとして2進数“0000100000”を入力する。これにより、分数電流セル群20から出力される電流I20は0となる。一方、スイッチ群30では、単位電流セル群10の基準単位電流セル10Rから出力される電流のみが選択され、電流I30として電流電圧変換部50に与えられる。この時点で電圧変換部50から出力されるアナログ電圧AVを測定し、先に記録した基準電圧と比較する。そして、測定した電圧と基準電圧との差に基づいて、基準単位電流セル10Rのヒューズ12a〜12fの中で切断すべきヒューズを決定し、該当するヒューズを切断する。(なお、基準電圧との差に応じて、どのヒューズを切断するかは、予めテスト用のチップを用いた試験で決定されているものとする。)
Next, the adjustment signal is stopped and the binary number “0000100000” is input as the digital signal DS. As a result, the current I20 output from the fractional
これにより、基準単位電流セル10Rのヒューズ回路の制御信号Sa〜Sfが設定され、この制御信号Sa〜Sfに従って、デコーダ13から定電流回路内の微調整用の定電流源141〜1463に対する動作制御信号が出力される。この状態で、電圧変換部50から出力されるアナログ電圧AVが、先に記録した基準電圧に対して許容誤差の範囲内に収まったことを確認する。
As a result, the control signals Sa to Sf of the fuse circuit of the reference unit current cell 10R are set, and the fine adjustment constant current sources 14 1 to 14 63 in the constant current circuit are supplied from the
次に、デジタル信号DSを2進数“0001000000”に変更する。これにより、スイッチ群30では、単位電流セル群10の基準単位電流セル10Rに加えて、もう1つの他の単位電流セル10A1から出力される電流が選択され、電流I30として電流電圧変換部50に与えられる。単位電流セル10A1の加算器16では、基準単位電流セル10Rの制御信号Sa〜Sfとヒューズ回路の補正信号Sg〜Siが加算されるが、ヒューズ回路のヒューズ12g〜12iは未切断状態となっているので、補正信号Sg〜Siの値は0である。従って、加算器16の加算結果は基準単位電流セル10Rの制御信号Sa〜Sfと同じ値となり、単位電流セル10A1の定電流回路は、基準単位電流セル10Rの定電流回路と同じ状態に制御される。
Next, the digital signal DS is changed to the binary number “0000001”. Thereby, in the
このとき、単位電流セル群10の基準単位電流セル10Rと単位電流セル10A1は、同一マトリクス内で同様の製造プロセスで形成されているので、基準単位電流セル10Rと単位電流セル10A1の定電流回路の特性の相違は僅少である。この時点で電圧変換部50から出力されるアナログ電圧AVを測定し、先に記録した基準電圧と比較する。そして、測定した電圧が基準電圧の2倍の電圧となるように、単位電流セル10A1のヒューズ12g〜12iの中で切断すべきヒューズを決定し、該当するヒューズを切断する。
At this time, since the reference unit current cell 10R and the unit current cell 10A1 of the unit
これにより、単位電流セル10A1のヒューズ回路の補正信号Sg〜Siが設定され、この補正信号Sg〜Siと基準単位電流セル10Rの制御信号Sa〜Sfが加算器16で加算される。そして、その加算結果に従って、デコーダ13から定電流回路内の微調整用の定電流源141〜1463に対する動作制御信号が出力される。この状態で、電圧変換部50から出力されるアナログ電圧AVが、先に記録した基準電圧の2倍に対して許容誤差の範囲内に収まったことを確認する。
Thereby, the correction signals Sg to Si of the fuse circuit of the unit current cell 10A1 are set, and the correction signals Sg to Si and the control signals Sa to Sf of the reference unit current cell 10R are added by the
同様にして、デジタル信号DSを順番に1ずつ増加させ、残りの29個の単位電流セル10A2〜10A30のヒューズ回路の補正信号Sg〜Siを順次設定する。 Similarly, the digital signal DS is sequentially increased by 1 and the correction signals Sg to Si of the remaining 29 unit current cells 10A2 to 10A30 are sequentially set.
以上のように、この実施例1の単位電流セル群は、複数の単位電流セルの内の特定の1つを基準単位電流セル10Rとし、残りの複数の単位電流セル10Aと区別している。そして、基準単位電流セル10Rは、単位電流Iを出力するように調整するための制御信号Sa〜Sfを生成する6個のヒューズを有し、他の単位電流セル10Aは、3個のヒューズによって補正信号Sg〜Siを生成して基準単位電流セル10Rの出力電流との差を調整するようにしている。これにより、単位電流セル群のヒューズの数をほぼ半減(厳密には、本実施例の場合は186個から96個に減少)することができるという利点がある。 As described above, in the unit current cell group of the first embodiment, a specific one of the plurality of unit current cells is set as the reference unit current cell 10R, and is distinguished from the remaining plurality of unit current cells 10A. The reference unit current cell 10R has six fuses for generating control signals Sa to Sf for adjusting so as to output the unit current I, and the other unit current cell 10A is composed of three fuses. The correction signals Sg to Si are generated to adjust the difference from the output current of the reference unit current cell 10R. Thereby, there is an advantage that the number of fuses in the unit current cell group can be almost halved (strictly speaking, in the case of this embodiment, the number is reduced from 186 to 96).
また、基準単位電流セル10R以外の単位電流セル10Aでは、基準単位電流セル10Rの出力電流との差に応じて補正用のヒューズ12g〜12iを切断すれば良い。従って、出力電流に差が無ければ、補正用のヒューズ12g〜12iを切断する必要がなくなり、単位電流調整等のテスト時間を格段に削減することができるという利点がある。更に、ヒューズの数が減少することにより、ヒューズ自体の製造不良で調整が不能になり、歩留まりが低下するというおそれもなくなる。 Further, in the unit current cells 10A other than the reference unit current cell 10R, the correction fuses 12g to 12i may be cut according to the difference from the output current of the reference unit current cell 10R. Therefore, if there is no difference in the output current, there is no need to cut the correction fuses 12g to 12i, and there is an advantage that the test time for unit current adjustment and the like can be significantly reduced. Further, since the number of fuses decreases, there is no possibility that adjustment cannot be performed due to manufacturing defects of the fuses themselves and the yield is reduced.
図4は、本発明の実施例2を示す単位電流セル群の構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
FIG. 4 is a configuration diagram of a unit current cell
この単位電流セル群では、図1中の2番目以降の単位電流セル10A2,…に代えて、若干接続関係の異なる単位電流セル10B2,…を設けている。即ち、単位電流セル10B2の加算器16は、隣接する単位電流セル10A1の加算器16の加算結果の制御信号Sa1〜Sf1と、ヒューズ回路からの補正信号Sg〜Siを加算し、加算結果の制御信号Sa2〜Sf2をデコーダ13に与えると共に、隣接する後段の単位電流セルの加算器に与えるようにしている。その他(基準単位電流セル10Rと単位電流セル10A1)の構成は、図1と同様である。
In this unit current cell group, unit current cells 10B2,... Slightly different from each other are provided in place of the second and subsequent unit current cells 10A2,. That is, the
ここで、基準単位電流セル10Rは、実施例1で説明したように、図2においてマトリクスのほぼ中央に配置された単位電流セル1015でも良いし、マトリクスの端部に配置された単位電流セル101でも良い。このように接続された単位電流セル群の各単位電流セルの調整方法は、実施例1で説明した通りである。
Here, the reference unit current cells 10R, as described in Example 1, may be the unit
以上のように、この実施例2の単位電流セル群は、基準単位電流セル10R以外の残りの複数の単位電流セル10Bでは、隣接する単位電流セル(基準単位電流セル10Rの場合も有れば、その他の単位電流セル10Bの場合もある)の出力電流との差を、補正用のヒューズ12g〜12iによって調整するようにしている。これにより、単位電流セル間の出力電流の差が非常に小さくなることが期待されるので、調整範囲を縮小することが可能になり、実施例1と同様の利点に加えて、補正用のヒューズの数を更に削減することができるという利点がある。 As described above, in the unit current cell group of the second embodiment, in the remaining plurality of unit current cells 10B other than the reference unit current cell 10R, adjacent unit current cells (in some cases, the reference unit current cell 10R may be included). The difference from the output current of the other unit current cell 10B is adjusted by the correction fuses 12g to 12i. As a result, the difference in output current between the unit current cells is expected to be very small, so that the adjustment range can be reduced. In addition to the same advantages as in the first embodiment, the correction fuse There is an advantage that the number of can be further reduced.
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
(a) 基準単位電流セル10Rと、その他の単位電流セル10A,10Bのヒューズ回路のヒューズの数は、例示したものに限定されない。即ち、基準単位電流セルでは3以上の整数M個を使用し、その他の単位電流セルではMよりも小さい2以上の整数N個を使用すれば、同様の効果を得ることができる。
(b) 定電流回路では、微調整のために同一電流を生成する63個の定電流源を使用しているが、重み付けした微調整用の電流を生成する定電流源を使用すれば、定電流源の数を削減することができる。その場合、定電流回路を制御するデコーダの構成も変更する必要がある。
(c) 実施例1,2の単位電流セル群が適用される図2のDACは、単位電流I以下の電流を出力する分数電流セル群20を備えているが、分数電流セル群20を持たないDACにも同様に適用可能である。その場合、基準単位電流セルのヒューズ回路の設定は、デジタル信号DSとして1を入力したときに、アナログ電圧AVが規定の電圧となるように調整すればよい。
(d) ヒューズ回路の構成は、例示したものに限定されない。
(e) デジタル信号DSのビット数は10に限定されない。また、単位電流セルの数や分数電流セルの数も、例示したものに限定されない。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. Examples of this modification include the following.
(A) The number of fuses in the fuse circuit of the reference unit current cell 10R and the other unit current cells 10A and 10B is not limited to that illustrated. That is, if the reference unit current cell uses an integer M of 3 or more and the other unit current cells use an integer N of 2 or more smaller than M, the same effect can be obtained.
(B) The constant current circuit uses 63 constant current sources that generate the same current for fine adjustment. However, if a constant current source that generates weighted current for fine adjustment is used, the constant current circuit The number of current sources can be reduced. In this case, it is necessary to change the configuration of the decoder that controls the constant current circuit.
(C) The DAC of FIG. 2 to which the unit current cell group of the first and second embodiments is applied includes the fractional
(D) The configuration of the fuse circuit is not limited to that illustrated.
(E) The number of bits of the digital signal DS is not limited to ten. Further, the number of unit current cells and the number of fractional current cells are not limited to those illustrated.
10 単位電流セル群
10R 基準単位電流セル
10A,10B 単位電流セル
11 抵抗
12 ヒューズ
13 デコーダ
14,15 定電流源
16 加算器
20 分数電流セル群
21〜25 分数電流セル
30 スイッチ群
40 スイッチ制御部
50 電流電圧変換部
10 unit current cell group 10R reference unit current cell 10A, 10B unit
Claims (4)
前記電流セル群の複数の単位電流セルの内で特定の1個の単位電流セルは、
基底電流を出力する第1の主電流源と、前記第1の主電流源の基底電流に加えることによって前記一定電流を生成するための調整電流を出力する複数の第1の調整電流源と、電流値調整用の第1の制御信号を生成するためのM個(但し、Mは3以上の整数)のヒューズを有する第1のヒューズ回路と、前記第1の制御信号に従って前記第1の調整電流源の動作を制御する第1の制御部とを有し、
前記電流セル群の複数の単位電流セルの内で前記特定の単位電流セル以外の単位電流セルは、それぞれ、
基底電流を出力する第2の主電流源と、前記第2の主電流源の基底電流に加えることによって前記一定電流を生成するための調整電流を出力する複数の第2の調整電流源と、電流値調整用の補正信号を生成するためのN個(但し、NはMよりも小さい2以上の整数)のヒューズを有する第2のヒューズ回路と、前記第1の制御信号と前記補正信号を加算して第2の制御信号を生成する加算器と、前記第2の制御信号に従って前記第2の調整電流源の動作を制御する第2の制御部とを有することを、
特徴とするデジタル・アナログ変換器。 A current cell group having a plurality of unit current cells that generate the same constant current; a switch control unit that generates a selection control signal for selecting the number of unit current cells according to the value of a given digital signal; A switch that selects a unit current cell of the current cell group according to the selection control signal, adds a constant current generated by the selected unit current cell, and outputs the combined current, and converts the current output from the switch into an analog voltage In a digital-to-analog converter with a current-voltage converter
One specific unit current cell among the plurality of unit current cells of the current cell group is:
A first main current source that outputs a base current; and a plurality of first adjustment current sources that output an adjustment current for generating the constant current by adding to the base current of the first main current source; A first fuse circuit having M fuses (where M is an integer of 3 or more) for generating a first control signal for adjusting a current value, and the first adjustment according to the first control signal A first control unit that controls the operation of the current source;
Unit current cells other than the specific unit current cell among the plurality of unit current cells of the current cell group are respectively
A second main current source for outputting a base current; a plurality of second adjustment current sources for outputting an adjustment current for generating the constant current by adding to the base current of the second main current source; A second fuse circuit having N fuses (where N is an integer of 2 or more smaller than M) for generating a correction signal for current value adjustment, the first control signal, and the correction signal. An adder for adding and generating a second control signal; and a second control unit for controlling the operation of the second adjustment current source according to the second control signal.
Features a digital-to-analog converter.
前記電流セル群の複数の単位電流セルの内で特定の1個の単位電流セルは、
基底電流を出力する第1の主電流源と、前記第1の主電流源の基底電流に加えることによって前記一定電流を生成するための調整電流を出力する複数の第1の調整電流源と、電流値調整用の第1の制御信号を生成するためのM個(但し、Mは3以上の整数)のヒューズを有する第1のヒューズ回路と、前記第1の制御信号に従って前記第1の調整電流源の動作を制御する第1の制御部とを有し、
前記電流セル群の複数の単位電流セルの内で前記特定の単位電流セル以外の単位電流セルは、それぞれ、
基底電流を出力する第2の主電流源と、前記第2の主電流源の基底電流に加えることによって前記一定電流を生成するための調整電流を出力する複数の第2の調整電流源と、電流値調整用の補正信号を生成するためのN個(但し、NはMよりも小さい2以上の整数)のヒューズを有する第2のヒューズ回路と、前記第1の制御信号または他の単位電流セルで生成される第2の制御信号と前記補正信号を加算して第2の制御信号を生成する加算器と、前記加算器で生成された第2の制御信号に従って前記第2の調整電流源の動作を制御する第2の制御部とを有することを、
特徴とするデジタル・アナログ変換器。 A current cell group having a plurality of unit current cells that generate the same constant current; a switch control unit that generates a selection control signal for selecting the number of unit current cells according to the value of a given digital signal; A switch that selects a unit current cell of the current cell group according to the selection control signal, adds a constant current generated by the selected unit current cell, and outputs the combined current, and converts the current output from the switch into an analog voltage In a digital-to-analog converter with a current-voltage converter
One specific unit current cell among the plurality of unit current cells of the current cell group is:
A first main current source that outputs a base current; and a plurality of first adjustment current sources that output an adjustment current for generating the constant current by adding to the base current of the first main current source; A first fuse circuit having M fuses (where M is an integer of 3 or more) for generating a first control signal for adjusting a current value, and the first adjustment according to the first control signal A first control unit that controls the operation of the current source;
Unit current cells other than the specific unit current cell among the plurality of unit current cells of the current cell group are respectively
A second main current source for outputting a base current; a plurality of second adjustment current sources for outputting an adjustment current for generating the constant current by adding to the base current of the second main current source; A second fuse circuit having N fuses (where N is an integer of 2 or more smaller than M) for generating a correction signal for current value adjustment; the first control signal or another unit current; An adder that generates a second control signal by adding the second control signal generated by the cell and the correction signal; and the second adjustment current source according to the second control signal generated by the adder. Having a second control unit for controlling the operation of
Features a digital-to-analog converter.
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