JP6785350B2 - R-2R ladder resistance circuit, ladder resistance type D / A conversion circuit, and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、R−2Rラダー抵抗回路、ラダー抵抗型D/A変換回路、及び半導体装置に関する。 The present invention relates to an R-2R ladder resistance circuit, a ladder resistance type D / A conversion circuit, and a semiconductor device.
R−2Rラダー抵抗回路を備えたD/A(デジタル/アナログ)変換回路が広く知られている。R−2Rラダー抵抗回路は、抵抗値Rの抵抗素子と抵抗値2Rの抵抗素子とが梯子状(ラダー状)に接続された回路である(例えば、特許文献1参照)。 A D / A (digital / analog) conversion circuit provided with an R-2R ladder resistor circuit is widely known. The R-2R ladder resistance circuit is a circuit in which a resistance element having a resistance value R and a resistance element having a resistance value 2R are connected in a ladder shape (see, for example, Patent Document 1).
図4には、従来のD/A変換回路100の一例が示されている。図4に示すように、D/A変換回路100は、R−2Rラダー抵抗回路102を有するラダー抵抗型のD/A変換回路であり、基準電位入力端子TREF、ビット信号入力端子T−1〜T−N、演算増幅器A1、及び出力端子Toutを備えている。
FIG. 4 shows an example of the conventional D /
基準電位入力端子TREFは基準電位VREFに接続されている。ビット信号入力端子T−1〜T−Nには、Nビットで規定されるデジタル信号の各ビットBIT−1(MSB)〜BIT−N(LSB)が入力される。なお、ここで、MSBとは、最上位ビット(Most Significant Bit)を指し、LSBとは、最下位ビット(Least Significant Bit)を指す。 The reference potential input terminal T REF is connected to the reference potential V REF . Bits BIT-1 (MSB) to BIT-N (LSB) of the digital signal defined by the N bits are input to the bit signal input terminals T-1 to TN. Here, the MSB refers to the most significant bit (Most Significant Bit), and the LSB refers to the least significant bit (Least Significant Bit).
R−2Rラダー抵抗回路102では、抵抗素子RB−1〜RB−(N−1),RA−(N+1)が直列に接続され、抵抗素子RB−1は基準電位入力端子TREFに接続され、抵抗素子RA−(N+1)は接地電位に接続されている。抵抗素子RA−1〜RA−Nの各一端は、直列に接続された抵抗素子RB−1〜RB−(N−1),RA−(N+1)の接続点に接続され、抵抗素子RA−1〜RA−Nの各他端は、対応するスイッチS−1〜S−Nの可動接点aに接続されている。スイッチS−1〜S−Nの一方の固定接点bは演算増幅器A1の反転入力端子に共通に接続され、他方の固定接点cは接地電位に接続されている。そして、演算増幅器A1の出力端子は、帰還用の抵抗素子Rfを介して演算増幅器A1の反転入力端子に接続されている。
In the R-2R
ここで、抵抗素子RA−1〜RA−(N+1)の各々の抵抗値は、20kΩ(キロオーム)とされ、抵抗素子RB−1〜RB−(N−1),Rfの抵抗値は、10kΩとされている。 Here, the resistance values of the resistance elements RA-1 to RA- (N + 1) are 20 kΩ (kiloohm), and the resistance values of the resistance elements RB-1 to RB- (N-1) and Rf are 10 kΩ. Has been done.
しかしながら、R−2Rラダー抵抗回路102では、固定接点bが演算増幅器A1に直接接続されているため、スイッチS−1〜S−Nの動作時にスイッチS−1〜S−Nで発生するフィードスルーノイズが、D/A変換回路100の出力特性を悪化させてしまう。また、固定接点cも接地電位に直接接続されているため、接地電位を他の電位である参照電位に変更すると、参照電位がフィードスルーノイズの影響を受け、D/A変換回路100の出力特性を悪化させてしまう。また、D/A変換回路100とは異なる別回路でも参照電位が共用される場合、参照電位を共用する別回路にもフィードスルーノイズの影響が及んでしまうことがある。
However, in the R-2R
本発明の目的は、フィードスルーノイズが回路特性に及ぼす影響を軽減することができるR−2Rラダー抵抗回路、ラダー抵抗型D/A変換回路、及び半導体装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an R-2R ladder resistance circuit, a ladder resistance type D / A conversion circuit, and a semiconductor device capable of reducing the influence of feed-through noise on circuit characteristics.
上記目的を達成するために、請求項1に記載のR−2Rラダー抵抗回路は、入力端子に接続された第1端と、基準電位を生成する参照電位生成回路に接続された第2端と、出力端子に接続された第3端とをそれぞれ有する複数の切替接続部と、前記入力端子と複数の前記第1端の間にそれぞれ接続された複数の第1抵抗素子と、前記参照電位生成回路と複数の前記第2端の間にそれぞれ接続された複数の第2抵抗素子と、前記出力端子と複数の前記第3端の間にそれぞれ接続された複数の第3抵抗素子と、を備える。
In order to achieve the above object, the R-2R ladder resistor circuit according to
上記目的を達成するために、請求項6に記載のラダー抵抗型D/A変換回路は、請求項1から請求項5の何れか1項に記載のR−2Rラダー抵抗回路と、前記出力端子に接続された演算増幅器と、を備える。
In order to achieve the above object, the ladder resistance type D / A conversion circuit according to claim 6 includes the R-2R ladder resistance circuit according to any one of
上記目的を達成するために、請求項7に記載の半導体装置は、請求項6に記載のラダー抵抗型D/A変換回路と、前記ラダー抵抗型D/A変換回路に前記基準電位を供給する前記参照電位生成回路と、を備える。
In order to achieve the above object, the semiconductor device according to
本発明によれば、フィードスルーノイズが回路特性に及ぼす影響を軽減することができる、という効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain the effect that the influence of feedthrough noise on the circuit characteristics can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施形態]
一例として図1に示すように、半導体装置10は、参照電位生成回路12、回路14A1〜14An、及びラダー抵抗型D/A変換回路16を含む。
[First Embodiment]
As an example, as shown in FIG. 1, the
参照電位生成回路12は、回路14A1〜14An及びラダー抵抗型D/A変換回路16で要求される参照電位VREFを生成する。なお、参照電位VREFは、本発明に係る基準電位の一例である。
The reference
参照電位VREFは、接地電位と異なる電位である。本第1実施形態では、参照電位VREFの一例としてSIN波の電位が採用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、SIN波以外の波形で変動する電位であってもよいし、接地電位よりも高く、かつ、固定化された電位であってもよい。 The reference potential V REF is a potential different from the ground potential. In the first embodiment, the potential of the SIN wave is adopted as an example of the reference potential V REF , but the present invention is not limited to this, and even if the potential fluctuates in a waveform other than the SIN wave. Alternatively, the potential may be higher than the ground potential and may be a fixed potential.
参照電位生成回路12は、供給端子12Aを備えている。回路14A1〜14An及びラダー抵抗型D/A変換回路16は、供給端子12Aに接続されており、参照電位生成回路12は、生成した参照電位VREFを供給端子12Aから回路14A1〜14An及びラダー抵抗型D/A変換回路16に供給する。
The reference
ラダー抵抗型D/A変換回路16は、乗算型のD/A変換回路であり、R−2Rラダー抵抗回路18、演算増幅器20、受給端子22、及び入力端子24を有する。
The ladder resistance type D /
入力端子24には、アナログ信号が入力される。ここで、アナログ信号とは、例えば、センサによって検出された物理量を示すアナログ信号を指す。
An analog signal is input to the
演算増幅器20の出力端子20Aは、帰還用の抵抗素子Rfを介して演算増幅器20の反転入力端子20Bに接続されている。演算増幅器20の非反転入力端子20Cは、供給端子12Aに接続されており、非反転入力端子20Cには、参照電位VREFが供給されている。
The
R−2Rラダー抵抗回路18は、本発明に係る切替接続部の一例である単極双投型のスイッチSW1〜SWnを備えている。ここで、スイッチSW1は、MSBに対応したスイッチであり、スイッチSWnは、LSBに対応したスイッチである。なお、以下では、説明の便宜上、スイッチSW1〜SWnを区別して説明する必要がない場合、「スイッチSW」と称する。
The R-2R
スイッチSWの個数は、ビット数に対応した個数であり、図1に示す例では、Nビットに対応したn個のスイッチSWが示されている。各スイッチSWには、1ビットのデジタル信号であるビット信号Dが入力され、スイッチSWは、入力されたビット信号に応じて動作する。図1に示す例では、スイッチSW1は、入力されたビット信号D1に応じて動作する。また、スイッチSW2は、入力されたビット信号D2に応じて動作する。また、スイッチSW3は、入力されたビット信号D3に応じて動作する。また、スイッチSW4は、入力されたビット信号D4に応じて動作する。更に、スイッチSWnは、入力されたビット信号Dnに応じて動作する。 The number of switch SWs is the number corresponding to the number of bits, and in the example shown in FIG. 1, n switch SWs corresponding to N bits are shown. A bit signal D, which is a 1-bit digital signal, is input to each switch SW, and the switch SW operates according to the input bit signal. In the example shown in FIG. 1, the switch SW 1 operates in response to the input bit signal D 1 . Further, the switch SW 2 operates in response to the input bit signal D 2 . Further, the switch SW 3 operates in response to the input bit signal D 3 . Further, the switch SW 4 operates in response to the input bit signal D 4 . Further, the switch SW n operates according to the input bit signal D n .
複数の抵抗素子Rがラダー状に接続されている。抵抗素子Rは、抵抗素子R0、本発明に係る第1抵抗素子の一例である抵抗素子R1、本発明に係る第2抵抗素子の一例である抵抗素子R2、及び本発明に係る第3抵抗素子の一例である抵抗素子R3に類別される。 A plurality of resistance elements R are connected in a ladder shape. The resistance element R includes a resistance element R 0 , a resistance element R 1 which is an example of the first resistance element according to the present invention, a resistance element R 2 which is an example of the second resistance element according to the present invention, and a first resistance element according to the present invention. 3 is categorized into an example of a resistance element the resistance element R 3.
抵抗素子R0、抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3の各々は、全てのスイッチSWの各々につき、1つずつ割り当てられている。 Each of the resistance element R 0 , the resistance element R 1 , the resistance element R 2 , and the resistance element R 3 is assigned to each of all the switch SWs.
R−2Rラダー抵抗回路18は、直列回路18Aを有する。直列回路18Aは、スイッチSW毎に対応して設けられた抵抗素子R0が直列に接続された回路であり、直列回路18Aの一端18A1は反転入力端子20Bに接続され、直列回路18Aの他端は受給端子22に接続されている。
The R-2R
R−2Rラダー抵抗回路18には、入力端子24と一端18A1とを接続する接続経路が複数設けられている。そして、入力端子24と一端18A1とを接続する接続経路の各々には、抵抗素子R1及び抵抗素子R3が備えられている。
The R-2R
R−2Rラダー抵抗回路18には、受給端子22と一端18A1とを接続する接続経路が複数設けられている。そして、受給端子22と一端18A1とを接続する接続経路の各々には、抵抗素子R2及び抵抗素子R3が備えられている。
The R-2R
抵抗素子R3の各々の一端は、直列回路18Aにおける1つの抵抗素子R0を介して接続されている。すなわち、抵抗素子R3の一端は、直列回路18Aの一端18A1に接続されており、残りの抵抗素子R3の各々の一端は、直列回路18Aにおける抵抗素子R0同士の各接続点に対して1つずつ接続されている。
Each end of the resistance element R 3 is connected via one resistance element R 0 in the
抵抗素子R1の各々の一端は、入力端子24に接続されており、抵抗素子R2の各々の一端は、受給端子22に接続されている。
Each end of the resistance element R 1 is connected to the
スイッチSWの各々は、対応している抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3間で、ビット信号Dに応じて抵抗素子R3の他端を、抵抗素子R1の他端と抵抗素子R2の他端とに切り替えて接続する。すなわち、スイッチSWは、抵抗素子R3の他端を抵抗素子R1の他端及び抵抗素子R2の他端の何れかに接続する。 In each of the switches SW, between the corresponding resistance element R 1 , resistance element R 2 , and resistance element R 3 , the other end of the resistance element R 3 is set to the other end of the resistance element R 1 according to the bit signal D. And the other end of the resistance element R 2 are switched and connected. That is, the switch SW connects the other end of the resistance element R 3 to either the other end of the resistance element R 1 or the other end of the resistance element R 2 .
なお、抵抗素子R0、抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3は、入力端子24と出力端子20Aとをビット信号Dに応じて接続する全てのスイッチSWの各々に対して、1組ずつ割り当てられている。ここで、全てのスイッチSWとは、例えば、図1に示すスイッチSW1〜SWnを指す。
The resistance element R 0 , the resistance element R 1 , the resistance element R 2 , and the resistance element R 3 are used for each of all the switches SW that connect the
また、本第1実施形態では、抵抗素子R0、抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3の各抵抗値は何れも10kΩとされている。そのため、スイッチSWを介して接続された抵抗素子R1及び抵抗素子R3は、R−2Rラダー抵抗回路18の2R部分として機能し、スイッチSWを介して接続された抵抗素子R2及び抵抗素子R3は、R−2Rラダー抵抗回路18の2R部分として機能する。また、抵抗素子R0は、R−2Rラダー抵抗回路18のR部分として機能する。
Further, in the first embodiment, the resistance values of the resistance element R 0 , the resistance element R 1 , the resistance element R 2 , and the resistance element R 3 are all set to 10 kΩ. Therefore, the resistance element R 1 and the resistance element R 3 connected via the switch SW function as the 2R portion of the R-2R
次に、本第1実施形態に係る半導体装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
各スイッチSWは、対応するビット信号Dに応じて、抵抗素子R3の他端を、抵抗素子R1の他端及び抵抗素子R2の他端の何れかに接続する。 Each switch SW connects the other end of the resistance element R 3 to either the other end of the resistance element R 1 or the other end of the resistance element R 2 according to the corresponding bit signal D.
抵抗素子R3の他端と抵抗素子R1の他端とがスイッチSWを介して接続されると、アナログ信号は、抵抗素子R1及びスイッチSWを介して抵抗素子R3に入力される。抵抗素子R3の他端と抵抗素子R2の他端とがスイッチSWを介して接続されると、参照電位VREFが抵抗素子R2及びスイッチSWを介して抵抗素子R3に入力される。 When the other end of the resistance element R 3 and the other end of the resistance element R 1 are connected via the switch SW, an analog signal is input to the resistance element R 3 via the resistance element R 1 and the switch SW. When the other end of the resistance element R 3 and the other end of the resistance element R 2 are connected via the switch SW, the reference potential V REF is input to the resistance element R 3 via the resistance element R 2 and the switch SW. ..
これにより、アナログ信号と参照電位VREFとの電位差がR−2Rラダー抵抗回路18によって調整されて演算増幅器20の反転入力端子20Bに入力され、R−2Rラダー抵抗回路18による調整後の電位差に応じた信号が出力端子20Aから出力される。
As a result, the potential difference between the analog signal and the reference potential V REF is adjusted by the R-2R
ここで、抵抗素子R3の他端と抵抗素子R1の他端とを接続する場合にスイッチSWがビット信号Dに応じて動作することによりスイッチSWで発生したフィードスルーノイズは、抵抗素子R1によって減衰される。これにより、フィードスルーノイズがアナログ信号に対して及ぼす影響が軽減される。 Here, when the other end of the resistance element R 3 and the other end of the resistance element R 1 are connected, the feed-through noise generated by the switch SW due to the switch SW operating in response to the bit signal D is the resistance element R. It is attenuated by 1 . This reduces the effect of feedthrough noise on the analog signal.
一方、抵抗素子R3の他端と抵抗素子R2の他端とを接続する場合にスイッチSWがビット信号Dに応じて動作することによりスイッチSWで発生したフィードスルーノイズは、抵抗素子R2によって減衰される。これにより、フィードスルーノイズが参照電位VREFに及ぼす影響が軽減される。 On the other hand, when the other end of the resistance element R 3 and the other end of the resistance element R 2 are connected, the feed-through noise generated by the switch SW due to the switch SW operating in response to the bit signal D is the resistance element R 2. Is attenuated by. This reduces the effect of feedthrough noise on the reference potential V REF .
また、このようにフィードスルーノイズが参照電位VREFに及ぼす影響が軽減されると、ラダー抵抗型D/A変換回路16と参照電位VREFを共用する回路14A1〜14Anに対して与えるフィードスルーノイズの影響も軽減される。
Moreover, in this way the effect of feedthrough noise on the reference voltage V REF is reduced, feed given to the
また、スイッチSWで発生したフィードスルーノイズは、抵抗素子R3によっても減衰される。これにより、フィードスルーノイズが演算増幅器20の反転入力端子20Bに対して及ぼす影響が軽減される。
Further, feedthrough noise generated in the switch SW is attenuated by the resistor element R 3. As a result, the influence of feedthrough noise on the inverting
以上説明したように、半導体装置10では、R−2Rラダー抵抗回路18に含まれるスイッチSW1〜SWnが、入力端子24と直列回路18Aの一端18A1とをビット信号Dに応じて接続する全てのスイッチである。また、R−2Rラダー抵抗回路18に含まれる複数のスイッチSWは、複数の抵抗素子R1との間で対応関係にあり、複数の抵抗素子R2との間で対応関係にあり、複数の抵抗素子R3との間で対応関係にある。そして、スイッチSWにより、対応している抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3間で、抵抗素子R3の他端が、抵抗素子R1と抵抗素子R3とに切り替えられて接続される。
As described above, in the
よって、半導体装置10によれば、フィードスルーノイズが抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3で減衰するので、フィードスルーノイズがラダー抵抗型D/A変換回路16の特性に及ぼす影響を軽減することができる。
Therefore, according to the
また、半導体装置10では、R−2Rラダー抵抗回路18に含まれる抵抗素子R2が参照電位VREFに接続されている。従って、半導体装置10によれば、フィードスルーノイズが抵抗素子R2で減衰するので、ラダー抵抗型D/A変換回路16の特性の1つである参照電位VREFにフィードスルーノイズが及ぼす影響を軽減することができる。
Further, in the
また、半導体装置10では、受給端子22が回路14A1〜14Anと共に参照電位生成回路12の供給端子12Aに接続されている。従って、半導体装置10によれば、フィードスルーノイズが抵抗素子R2で減衰するので、フィードスルーノイズが回路14A1〜14Anに対して与える影響を軽減することができる。
In the
また、半導体装置10では、スイッチSWを介して接続された抵抗素子R1及び抵抗素子R3がR−2Rラダー抵抗回路18の2R部分として機能する。また、スイッチSWを介して接続された抵抗素子R2及び抵抗素子R3がR−2Rラダー抵抗回路18の2R部分として機能する。従って、半導体装置10によれば、フィードスルーノイズがラダー抵抗型D/A変換回路16の回路特性に及ぼす影響を軽減すると同時に、R−2Rラダー抵抗型のD/A変換を実現することができる。
Further, in the
なお、上記第1実施形態では、受給端子22が参照電位VREFに接続された半導体装置10を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図2に示す半導体装置30であってもよい。
In the first embodiment, the
一例として図2に示すように、半導体装置30は、半導体装置10に比べ、ラダー抵抗型D/A変換回路16に代えてラダー抵抗型D/A変換回路32を有する点が異なる。また、ラダー抵抗型D/A変換回路32は、ラダー抵抗型D/A変換回路16に比べ、受給端子22が参照電位VREFに接続される点に代えて、受給端子22が接地電位GNDに接続される点が異なる。
As an example, as shown in FIG. 2, the
この場合、アナログ信号と接地電位GNDとの電位差がR−2Rラダー抵抗回路18によって調整されて演算増幅器20の反転入力端子20Bに入力され、R−2Rラダー抵抗回路18による調整後の電位差に応じた信号が出力端子20Aから出力される。そして、上記第1実施形態で説明したように、抵抗素子R3の他端と抵抗素子R1の他端とを接続する場合にスイッチSWがビット信号Dに応じて動作することによりスイッチSWで発生したフィードスルーノイズは、抵抗素子R1によって減衰される。また、スイッチSWで発生したフィードスルーノイズは、抵抗素子R3によっても減衰される。
In this case, the potential difference between the analog signal and the ground potential GND is adjusted by the R-2R
この結果、上記第1実施形態と同様に、フィードスルーノイズがラダー抵抗型D/A変換回路16の特性に及ぼす影響(例えば、反転入力端子20Bに及ぼす影響)が軽減される。
As a result, the influence of the feedthrough noise on the characteristics of the ladder resistance type D / A conversion circuit 16 (for example, the influence on the inverting
[第2実施形態]
上記第1実施形態では、フィードスルーノイズを抵抗素子R1及び抵抗素子R3で減衰させる場合を例示したが、本第2実施形態では、一対のCMOSスイッチを用いてフィードスルーノイズを減衰する場合について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、上記第1実施形態で説明した構成部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the case where the feed-through noise is attenuated by the resistance element R 1 and the resistance element R 3 is illustrated, but in the second embodiment, the case where the feed-through noise is attenuated by using a pair of CMOS switches. Will be described. In the following, for convenience of explanation, the components described in the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
一例として図3に示すように、本第2実施形態に係る半導体装置50は、上記第1実施形態に係る半導体装置10に比べ、ラダー抵抗型D/A変換回路16に代えてラダー抵抗型D/A変換回路52を有する点が異なる。ラダー抵抗型D/A変換回路52は、ラダー抵抗型D/A変換回路16に比べ、R−2Rラダー抵抗回路18に代えてR−2Rラダー抵抗回路54を有する点が異なる。
As an example, as shown in FIG. 3, the
ラダー抵抗回路54は、R−2Rラダー抵抗回路18に比べ、スイッチSWに代えてCMOS(Complementary MOS(Metal−oxide−semiconductor):相補型MOS)スイッチ対56を有する点が異なる。また、ラダー抵抗回路54は、R−2Rラダー抵抗回路18に比べ、ダミーCMOSスイッチ58,60を有する点、及び反転回路62,64を有する点が異なる。
The
本発明に係る一対のCMOSスイッチの一例であるCMOSスイッチ対56は、互いに同じサイズのCMOSスイッチ56A,56Bを有する。なお、ここで言う「同じ」とは、完全に「同じ」という意味のみならず、製造工程等で生じる誤差を含めた概念を意味する。
The
本発明に係る一方のCMOSスイッチの一例であるCMOSスイッチ56Aの一端、及び本発明に係る他方のCMOSスイッチの一例であるCMOSスイッチ56Bの一端は、抵抗素子R3の他端に接続されている。
One end of the
CMOSスイッチ56AのPチャネル側のゲートは、反転回路62の出力端子に接続されており、CMOSスイッチ56BのNチャネル側のゲートは、反転回路64の出力端子に接続されている。
The gate on the P channel side of the
CMOSスイッチ56AのNチャネル側のゲート、CMOSスイッチ56BのPチャネル側のゲート、及び反転回路62,64の各入力端子には、ビット信号Dが入力される。
A bit signal D is input to the gate on the N channel side of the
本発明に係る第1CMOSスイッチの一例であるダミーCMOSスイッチ58のサイズは、CMOSスイッチ56Aのサイズの半分である。また、本発明に係る第2CMOSスイッチ60のサイズは、CMOSスイッチ56Bのサイズの半分である。なお、ここで言う「半分」とは、完全に「半分」いう意味のみならず、製造工程等で生じる誤差を含めた概念を意味する。
The size of the
ダミーCMOSスイッチ58,60は何れもソース及びドレインが短絡している。CMOSスイッチ56Aは、ダミーCMOSスイッチ58の短絡経路を介して抵抗素子R1の他端に接続されている。CMOSスイッチ56Bは、ダミーCMOSスイッチ60の短絡経路を介して抵抗素子R2の他端に接続されている。
The source and drain of the dummy CMOS switches 58 and 60 are short-circuited.
ダミーCMOSスイッチ58のPチャネル側のゲートは、反転回路62の入力端子に接続されており、ダミーCMOSスイッチ58のNチャネル側のゲートは、反転回路62の出力端子に接続されている。また、ダミーCMOSスイッチ60のNチャネル側のゲートは、反転回路64の入力端子に接続されており、ダミーCMOSスイッチ60のPチャネル側のゲートは、反転回路64の出力端子に接続されている。
The gate on the P channel side of the
次に、本第2実施形態に係る半導体装置50の動作について説明する。
Next, the operation of the
CMOSスイッチ対56にビット信号Dが入力されると、CMOSスイッチ56A,56Bは、入力されたビット信号に応じて、互いに相反するスイッチング動作を行う。ここで、互いに相反するスイッチング動作とは、CMOSスイッチ56A,56Bの一方がオンされ、他方がオフされることを意味する。
When the bit signal D is input to the
すなわち、CMOSスイッチ対56は、入力されたビット信号に応じて、第1接続状態と第2接続状態とに切り替える。第1接続状態とは、抵抗素子R2の他端と抵抗素子R3の他端とを接続せずに抵抗素子R1の他端と抵抗素子R3の他端とを接続する接続状態を指す。第2接続状態とは、抵抗素子R1の他端と抵抗素子R3の他端とを接続せずに抵抗素子R2の他端と抵抗素子R3の他端とを接続する接続状態を指す。
That is, the
これに対し、ダミーCMOSスイッチ58は、CMOSスイッチ56Aのスイッチング動作に対して相反するスイッチング動作を行う。すなわち、第1接続状態において、CMOSスイッチ56Aがオンされると、ダミーCMOSスイッチ58はオフされ、第2接続状態において、CMOSスイッチ56Aがオフされると、ダミーCMOSスイッチ58はオンされる。
On the other hand, the
これにより、CMOSスイッチ56Aのスイッチング動作で発生したフィードスルーノイズは、ダミーCMOSスイッチ58のスイッチング動作で発生した逆極性のフィードスルーノイズによって打ち消される。また、入力端子24とダミーCMOSスイッチ58との間に介在する抵抗素子R1によってもフィードスルーノイズが減衰される。よって、ラダー型抵抗D/A変換回路52は、CMOSスイッチ56Aのスイッチング動作で発生したフィードスルーノイズがアナログ信号に対して及ぼす影響を軽減することができる。
As a result, the feedthrough noise generated in the switching operation of the
一方、ダミーCMOSスイッチ60は、CMOSスイッチ56Bのスイッチング動作に対して相反するスイッチング動作を行う。すなわち、第1接続状態において、CMOSスイッチ56Bがオフされると、ダミーCMOSスイッチ60はオンされ、第2接続状態において、CMOSスイッチ56Bがオンされると、ダミーCMOSスイッチ60はオフされる。
On the other hand, the
これにより、CMOSスイッチ56Bのスイッチング動作で発生したフィードスルーノイズは、ダミーCMOSスイッチ60のスイッチング動作で発生した逆極性のフィードスルーノイズによって打ち消される。また、受給端子22とダミーCMOSスイッチ60との間に介在する抵抗素子R2によってもフィードスルーノイズが減衰される。よって、CMOSスイッチ56Bのスイッチング動作で発生したフィードスルーノイズが参照電位VREFに対して及ぼす影響が軽減される。
As a result, the feedthrough noise generated in the switching operation of the
更に、CMOSスイッチ56A,56Bで発生したフィードスルーノイズは互いに逆極性の関係にあるため、抵抗素子R3の他端側で打ち消し合う。しかも、抵抗素子R3によってもフィードスルーノイズが減衰される。よって、CMOSスイッチ56A,56Bのスイッチング動作で発生したフィードスルーノイズが演算増幅器20の反転入力端子20Bに対して及ぼす影響が軽減される。
Furthermore, CMOS switches 56A, because feedthrough noise generated in the 56B have a reversed polarity of each other, cancel at the other end of the resistance element R 3. Moreover, feed through noise is damped by the resistance element R 3. Therefore, the influence of the feedthrough noise generated by the switching operation of the CMOS switches 56A and 56B on the inverting
以上説明したように、半導体装置50では、R−2Rラダー抵抗回路54が第1接続状態と第2接続状態とをビット信号に応じて切り替えるCMOSスイッチ対56を備えている。よって、ラダー抵抗型D/A変換回路52によれば、CMOSスイッチ対56で発生したフィードスルーノイズが抵抗素子R1、抵抗素子R2、及び抵抗素子R3で減衰するので、フィードスルーノイズが回路特性に及ぼす影響を軽減することができる。
As described above, in the
また、半導体装置50では、R−2Rラダー抵抗回路54に含まれるCMOSスイッチ56A,56Bが、ビット信号に応じて相反するスイッチング動作を行う。よって、ラダー抵抗型D/A変換回路52によれば、CMOSスイッチ56A,56Bで発生した逆極性関係にあるフィードスルーノイズが打ち消し合うので、フィードスルーノイズが反転入力端子20Bに対して及ぼす影響を軽減することができる。
Further, in the
また、半導体装置50では、R−2Rラダー抵抗回路54がCMOSスイッチ56Aと相反するスイッチング動作を行うダミーCMOSスイッチ58を備えている。よって、半導体装置50によれば、CMOSスイッチ56AのフィードスルーノイズがダミーCMOSスイッチ58のフィードスルーノイズによって打ち消されるので、フィードスルーノイズがアナログ信号に及ぼす影響を軽減することができる。
Further, in the
更に、半導体装置50では、R−2Rラダー抵抗回路54がCMOSスイッチ56Bと相反するスイッチング動作を行うダミーCMOSスイッチ60を備えている。よって、半導体装置50によれば、CMOSスイッチ56BのフィードスルーノイズがダミーCMOSスイッチ60のフィードスルーノイズによって打ち消されるので、フィードスルーノイズが参照電位VREFに及ぼす影響を軽減することができる。
Further, in the
10,30,50 半導体装置
12 参照電位生成回路
12A 供給端子
14 回路
16,52 ラダー抵抗型D/A変換回路
18,54 R−2Rラダー抵抗回路
18A1 一端
20A 出力端子
24 入力端子
56 CMOSスイッチ対
58,60 ダミーCMOSスイッチ
R0,R1,R2,R3 抵抗素子
SW スイッチ
10, 30, 50
Claims (4)
前記入力端子と複数の前記第1端の間にそれぞれ接続された複数の第1抵抗素子と、
前記参照電位生成回路と複数の前記第2端の間にそれぞれ接続された複数の第2抵抗素子と、
前記出力端子と複数の前記第3端の間にそれぞれ接続された複数の第3抵抗素子と、
を備え、
前記複数の切替接続部の各々は、
前記第1端と前記第3端との間に接続され、制御信号に応じて、前記第1端と前記第3端との接続状態を切り替える第1CMOSスイッチと、
前記第2端と前記第3端との間に接続され、前記制御信号に応じて、前記第2端と前記第3端との接続状態を切り替える第2CMOSスイッチと、
前記第1CMOSスイッチと前記第1端との間に接続され、ソース及びドレイン間が短絡され、前記第1CMOSスイッチと相反するスイッチング動作を行う第3CMOSスイッチと、
前記第2CMOSスイッチと前記第2端との間に接続され、ソース及びドレイン間が短絡され、前記第2CMOSスイッチと相反するスイッチング動作を行う第4CMOSスイッチと、
を有する、
R−2Rラダー抵抗回路。 A plurality of switching connection portions each having a first end connected to an input terminal, a second end connected to a reference potential generation circuit that generates a reference potential, and a third end connected to an output terminal.
A plurality of first resistance elements connected between the input terminal and the plurality of first ends, respectively.
A plurality of second resistance elements connected between the reference potential generation circuit and the plurality of second ends, respectively.
A plurality of third resistance elements connected between the output terminal and the plurality of third ends, respectively.
Equipped with a,
Each of the plurality of switching connection portions
A first CMOS switch that is connected between the first end and the third end and switches the connection state between the first end and the third end according to a control signal.
A second CMOS switch that is connected between the second end and the third end and switches the connection state between the second end and the third end according to the control signal.
A third CMOS switch, which is connected between the first CMOS switch and the first end, short-circuits between the source and the drain, and performs a switching operation contradictory to the first CMOS switch.
A fourth CMOS switch that is connected between the second CMOS switch and the second end, short-circuits between the source and drain, and performs a switching operation that contradicts the second CMOS switch.
Have,
R-2R ladder resistance circuit.
前記出力端子に接続された演算増幅器と、
を備えたラダー抵抗型D/A変換回路。 The R-2R ladder resistor circuit according to claim 1 or 2 .
The operational amplifier connected to the output terminal and
A ladder resistance type D / A conversion circuit equipped with.
前記ラダー抵抗型D/A変換回路に前記基準電位を供給する前記参照電位生成回路と、
を備えた半導体装置。 The ladder resistance type D / A conversion circuit according to claim 3 and
The reference potential generation circuit that supplies the reference potential to the ladder resistance type D / A conversion circuit, and the reference potential generation circuit.
Semiconductor device equipped with.
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