JP4897200B2 - A/dコンバータ及び半導体装置 - Google Patents
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Description
上記数式1のERBW(Effective Resolution Bandwidth)は低い入力周波数における信号対雑音比(Signal to Noise Ratio;SNR)値より3dB低いSNR値が出た場合の入力周波数であり、ENOB(Effective Number Of Bits)はADCの有効ビット数で定義される。
110 サンプルアンドホールドアンプ(SHA)
120 第1ユニットA/Dコンバータ(UADC)
130 第1乗算型A/Dコンバータ(MDAC)
140 第2UADC
150 第2MDAC
160 第3UADC
170 デジタル補正ロジック(DCL)
180 デシメータ(DCM)
200 オンチップ基準電圧発生手段
220 初期基準電圧発生部
240 電圧レベルシフタ
242 第1比較部
244 電圧分配部
260 電圧ドライバ部
262 第2比較部
264 第3比較部
266 第1単位ドライバ
268 第2単位ドライバ
300 RCフィルタ
C1 第1キャパシタ
Cc1 第2キャパシタ
Cc2 第3キャパシタ
PM1 第1ドライバ
PM2 第2ドライバ
NM1 第3ドライバ
R1〜R3 抵抗
Rc1 第1抵抗
G ゲート
S ソース
D ドレイン
B ボディ
AIN アナログ入力信号
REF_VOL 基準電圧
DOUT デジタル出力信号
VREFIN 初期基準電圧
TR1 第1比較部の出力信号
TR2 フィードバック電圧
REFT 第1の量子化レベル電圧
REFC 第2の量子化レベル電圧
REFTOP 第1の基準電圧
REFBOT 第2の基準電圧
Claims (20)
- アナログ入力信号を量子化するための基準電圧を供給するオンチップ基準電圧発生手段と、
前記基準電圧を用いて、アナログ入力信号をデジタル出力信号に変換する変換手段と
を備え、
前記オンチップ基準電圧発生手段が、
初期基準電圧を発生させる初期基準電圧発生部と、
前記初期基準電圧の電圧レベルをシフトさせて、第1及び第2の量子化レベル電圧を生成して、電圧ドライバ部に供給する電圧レベルシフタと、
前記第1及び第2の量子化レベル電圧に応答して、前記変換手段での要求に応じた前記基準電圧を出力する前記電圧ドライバ部とを備え、
前記電圧レベルシフタが、
前記初期基準電圧とフィードバック電圧とを比較する第1比較部と、
前記第1比較部の出力信号に応答して前記第1の量子化レベル電圧を供給する第1ドライバと、
前記第1ドライバの出力電圧を分配して、前記第2の量子化レベル電圧及び前記フィードバック電圧を出力する電圧分配部と
を備えていることを特徴とするA/Dコンバータ。 - 前記オンチップ基準電圧発生手段の出力ノードに加わるノイズを除去するためのRCフィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項1記載のA/Dコンバータ。
- 前記電圧レベルシフタが、前記第1比較部と前記第1ドライバの出力ノードとの間に接続され、前記第1及び第2の量子化レベル電圧を安定化させる第1キャパシタをさらに備えていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のA/Dコンバータ。
- 前記第1比較部が、前記初期基準電圧と前記フィードバック電圧とが入力される電流ミラー型差動増幅器を含んでいることを特徴とする請求項1または請求項2記載のA/Dコンバータ。
- 前記第1ドライバが、ゲートが前記第1比較部の出力端に接続され、ソース/ドレインがそれぞれ供給電圧源及び出力ノードに接続されたPMOSトランジスタで構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のA/Dコンバータ。
- 前記電圧分配部が、前記第1ドライバの出力ノードと接地電圧源との間に直列に接続された複数の抵抗で構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のA/Dコンバータ。
- 前記第1ドライバが、前記第1の量子化レベル電圧を供給するように構成されており、
前記電圧分配部が、前記出力ノードと前記接地電圧源との間に直列に配置された複数の抵抗で構成され、前記第2の量子化レベル電圧及び前記フィードバック電圧を供給するように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のA/Dコンバータ。 - 量子化レベル電圧が、前記第1の量子化レベル電圧及び前記第2の量子化レベル電圧に分けられて利用され、前記基準電圧が、前記第1の基準電圧及び前記第2の基準電圧に分けられて利用されるように構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のA/Dコンバータ。
- 前記電圧ドライバ部が、
前記第1の量子化レベル電圧を受けて、第1の基準電圧を出力する第1単位ドライバと、
前記第2の量子化レベル電圧を受けて、第2の基準電圧を出力する第2単位ドライバと
を備えていることを特徴とする請求項8記載のA/Dコンバータ。 - 前記第1単位ドライバが、
前記第1の量子化レベル電圧と前記第1の基準電圧とを比較する第2比較部と、
電源電圧に接続され、前記第1の基準電圧を安定化させる第2ドライバと、
前記第2比較部と前記第2ドライバとの間に接続され、前記第1の基準電圧を安定化させる第2キャパシタと、
前記第2比較部と前記第2ドライバとの間に接続され、前記第1の基準電圧を安定化させる第1抵抗とを備えていることを特徴とする請求項9記載のA/Dコンバータ。 - 前記第2比較部が、前記第1の量子化レベル電圧と前記第1の基準電圧とが入力される電流ミラー型差動増幅器を含んでいることを特徴とする請求項10記載のA/Dコンバータ。
- 前記第2ドライバが、ゲートが前記第2比較部の出力端に接続され、ソース/ドレインがそれぞれ供給電圧源及び出力ノードに接続されたMOSトランジスタで構成されていることを特徴とする請求項10記載のA/Dコンバータ。
- 前記第2単位ドライバが、
前記第2の量子化レベル電圧と前記第2の基準電圧とを比較する第3比較部と、
電源電圧に接続され、前記第2の基準電圧を安定化させる第3ドライバと、
前記第3比較部と前記第3ドライバとの間に接続され、前記第2の基準電圧を安定化させる第3キャパシタと、
前記第3比較部と前記第3ドライバとの間に接続され、前記第2の基準電圧を安定化させる第2抵抗とを備えていることを特徴とする請求項9記載のA/Dコンバータ。 - 前記第3比較部が、前記第2の量子化レベル電圧と前記第2の基準電圧とが入力される電流ミラー型差動増幅器を含んでいることを特徴とする請求項13記載のA/Dコンバータ。
- 前記第3ドライバが、ゲートが前記第3比較部の出力端に接続され、ソース/ドレインがそれぞれ供給電圧源及び出力ノードに接続されたMOSトランジスタで構成されていることを特徴とする請求項13記載のA/Dコンバータ。
- 前記RCフィルタが、オンチップキャパシタを有し、
前記オンチップキャパシタが、前記電圧ドライバ部の出力ノードが接続されたゲート、及び供給電圧源に接続されたソース、ドレイン及びボディを有するPMOSトランジスタを含んで構成されていることを特徴とする請求項2記載のA/Dコンバータ。 - 基準電圧を用いて入力信号を処理する回路と、
前記基準電圧を供給するオンチップ基準電圧発生手段とを備え、
前記オンチップ基準電圧発生手段が、
初期基準電圧を発生させる初期基準電圧発生部と、
前記初期基準電圧の電圧レベルをシフトさせて、第1及び第2の量子化レベル電圧を生成して、電圧ドライバ部に供給する電圧レベルシフタと、
前記第1及び第2の量子化レベル電圧に応答して、前記回路での要求に応じた前記基準電圧を出力する前記電圧ドライバ部とを備え、
前記電圧レベルシフタが、
前記初期基準電圧とフィードバック電圧とを比較する第1比較部と、
前記第1比較部の出力信号に応答して前記第1の量子化レベル電圧を供給する第1ドライバと、
前記第1ドライバの出力電圧を分配して、前記第2の量子化レベル電圧及び前記フィードバック電圧を出力する電圧分配部と
を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 前記オンチップ基準電圧発生手段の出力ノードに加わるノイズを除去するためのRCフィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項17記載の半導体装置。
- 前記RCフィルタがオンチップキャパシタを有し、
該オンチップキャパシタが、前記電圧ドライバ部の出力ノードが接続されたゲート、及び供給電圧源に接続されたソース、ドレイン及びボディを有するPMOSトランジスタを含んで構成されていることを特徴とする請求項18記載の半導体装置。 - 前記回路は、前記入力信号をDAC処理するように構成されていることを特徴とする請求項17記載の半導体装置。
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