JPH07131354A - D/a converter - Google Patents
D/a converterInfo
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- JPH07131354A JPH07131354A JP23951594A JP23951594A JPH07131354A JP H07131354 A JPH07131354 A JP H07131354A JP 23951594 A JP23951594 A JP 23951594A JP 23951594 A JP23951594 A JP 23951594A JP H07131354 A JPH07131354 A JP H07131354A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、アナログスイッチと
してMOSトランジスタを用いた抵抗分圧型のD/Aコ
ンバータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance voltage dividing type D / A converter using a MOS transistor as an analog switch.
【0002】[0002]
【従来の技術】抵抗分圧型のD/Aコンバータは、ディ
ジタルデータを復号するデコーダと、抵抗分圧回路、及
びデコーダ出力により制御されて分圧回路出力を選択的
に取り出すアナログスイッチ群により構成される。アナ
ログスイッチは多くの場合、pチャネルMOSトランジ
スタとnチャネルMOSトランジスタを並列接続して構
成される。これはpチャネルあるいはnチャネルのどち
らか一方のトランジスタのみでアナログスイッチを構成
しようとすると、図2に示すように、例えば変換動作で
必要とする0〜5Vの全範囲においてリニアなスイッチ
動作をすることができなくなるためである。これは基板
効果によるものである。しかしD/Aコンバータの場合
は、各アナログスイッチを通る電圧レベルが決まってい
ることから、電圧レベルに応じてMOSトランジスタを
使い分けることにより、単一素子のアナログスイッチで
あっても定められた電圧範囲で電圧を伝達することがで
きる。したがって、所定範囲の高レベル出力側にはpチ
ャネルMOSトランジスタを用い、それより低レベル出
力側にnチャネルMOSトランジスタを用いたアナログ
スイッチが配置される。2. Description of the Related Art A resistance voltage divider type D / A converter is composed of a decoder for decoding digital data, a resistance voltage divider circuit, and a group of analog switches controlled by the decoder output to selectively take out the voltage divider circuit output. It In many cases, the analog switch is configured by connecting a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor in parallel. If an analog switch is configured with only one of p-channel and n-channel transistors, as shown in FIG. 2, for example, a linear switch operation is performed in the entire range of 0 to 5 V required for conversion operation. This is because it will not be possible. This is due to the substrate effect. However, in the case of a D / A converter, the voltage level passing through each analog switch is fixed, so by using different MOS transistors depending on the voltage level, even with a single-element analog switch, the specified voltage range The voltage can be transmitted by. Therefore, an analog switch using a p-channel MOS transistor on the high level output side and a n-channel MOS transistor on the lower level output side in a predetermined range is arranged.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】MOSトランジスタの
出力インピーダンスは、トランジスタ形状、キャリア移
動度、基板効果等の影響を受ける。したがって上述のよ
うに、D/Aコンバータのアナログスイッチ群をpチャ
ネルMOSトランジスタとnチャネルMOSトランジス
タとで使い分けて構成した場合に、トランジスタ形状を
全て同じとすると次のような問題が生じる。pチャネル
MOSトランジスタが用いられている領域とnチャネル
MOSトランジスタが用いられている領域との境界部
で、pチャネルMOSトランジスタとnチャネルMOS
トランジスタのオン,オフが切り替わる時に、出力イン
ピーダンスが急激に変化する。この出力インピーダンス
の急変に起因して、アナログ出力特性に歪み等の悪影響
が生じるのである。また外部ノイズや外付けコンデンサ
のリーク等によって、やはり出力インピーダンスが急変
する先の境界部で出力波形が不連続になるといった問題
も生じる。例えば、出力が正弦波になるようなディジタ
ルデータを入力しても、その出力が図3に示すように不
連続のある歪んだ波形となる。The output impedance of a MOS transistor is affected by the transistor shape, carrier mobility, substrate effect and the like. Therefore, as described above, in the case where the analog switch group of the D / A converter is configured by properly using the p-channel MOS transistor and the n-channel MOS transistor, if the transistors have the same shape, the following problem occurs. At the boundary between the region where the p-channel MOS transistor is used and the region where the n-channel MOS transistor is used, the p-channel MOS transistor and the n-channel MOS transistor are connected.
The output impedance changes abruptly when the transistor is switched on and off. Due to the sudden change in the output impedance, the analog output characteristic is adversely affected by distortion or the like. There is also a problem that the output waveform becomes discontinuous at the boundary where the output impedance suddenly changes due to external noise or leakage of an external capacitor. For example, even if digital data whose output is a sine wave is input, the output has a discontinuous and distorted waveform as shown in FIG.
【0004】この発明は上記した点に鑑み、アナログ出
力特性の改善を図ったD/Aコンバータを提供すること
を目的とする。In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a D / A converter having an improved analog output characteristic.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、デコーダ、
抵抗分圧回路、及び前記デコーダ出力により制御されて
前記分圧回路出力を選択的に取り出すアナログスイッチ
群を有し、前記アナログスイッチ群は高レベル出力側の
第1群がpチャネルMOSトランジスタにより構成さ
れ、それより低レベル出力側の第2群がnチャネルMO
Sトランジスタにより構成されているD/Aコンバータ
において、前記アナログスイッチ群の第1群と第2群の
境界で互いに隣接するpチャネルMOSトランジスタと
nチャネルMOSトランジスタの伝搬特性即ちインピー
ダンスあるいはコンダクタンスが等しく設定されている
ことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a decoder,
It has a resistance voltage dividing circuit and an analog switch group which is controlled by the decoder output and selectively takes out the voltage dividing circuit output, and the first group on the high level output side of the analog switch group is constituted by a p-channel MOS transistor. And the second group on the lower level output side is an n-channel MO
In a D / A converter composed of S transistors, the propagation characteristics, that is, impedance or conductance, of the p-channel MOS transistor and the n-channel MOS transistor adjacent to each other at the boundary between the first group and the second group of the analog switch group are set to be equal. It is characterized by being.
【0006】[0006]
【作用】この発明によれば、アナログスイッチ群のpチ
ャネルMOSトランジスタが用いられている領域とnチ
ャネルMOSトランジスタが用いられている領域の境界
で互いに隣接するpチャネルMOSトランジスタとnチ
ャネルMOSトランジスタの伝搬特性を等しく設定して
いるため、この境界部で出力インピーダンスが急減に変
化するということがなくなる。これにより、アナログ出
力波形歪み等が防止される。According to the present invention, the p-channel MOS transistor and the n-channel MOS transistor which are adjacent to each other at the boundary between the region where the p-channel MOS transistor and the region where the n-channel MOS transistor are used in the analog switch group are adjacent to each other. Since the propagation characteristics are set equal, the output impedance does not suddenly change at this boundary. This prevents analog output waveform distortion and the like.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図1はこの発明の一実施例の抵抗分圧型D/
Aコンバータである。図示のようにこのD/Aコンバー
タは、ディジタル入力データを復号するデコーダ1と、
電圧発生回路としての抵抗分圧回路2と、MOSトラン
ジスタを用いたアナログスイッチ群とから構成される。
アナログスイッチ群は、抵抗分圧回路2の高レベル側の
所定範囲の出力を取り出す第1群G1 のm個がpチャネ
ルMOSトランジスタQp1,Qp2,…,Qpmにより構成
され、それより低レベル側の出力を取り出す第2群G2
のm個がnチャネルMOSトランジスタQn1,Qn2,
…,Qnmにより構成されている。ここでは、アナログス
イッチの第1群G1 ,第2群G2 とも等しくm個の場合
を例示しているが、これは一例に過ぎず、個数が等しい
ことは必ずしも必要ではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a resistance voltage dividing type D / according to an embodiment of the present invention.
It is an A converter. As shown, the D / A converter includes a decoder 1 for decoding digital input data,
It is composed of a resistance voltage dividing circuit 2 as a voltage generating circuit and an analog switch group using MOS transistors.
In the analog switch group, m pieces of the first group G1 for taking out an output in a predetermined range on the high level side of the resistance voltage dividing circuit 2 are constituted by p channel MOS transistors Qp1, Qp2, ... Second group G2 to take output
Are n-channel MOS transistors Qn1, Qn2,
…, Qnm. Here, the case where the first group G1 and the second group G2 of the analog switches are equal to each other by m is illustrated, but this is merely an example, and it is not always necessary that the numbers are equal.
【0008】デコーダ1の出力は、バッファ回路3を介
して各アナログスイッチを構成するMOSトランジスタ
のゲートに供給される。バッファ回路3は図示のよう
に、pチャネルMOSトランジスタQp1,Qp2,…,Q
pmに対しては反転バッファが用いられ、nチャネルMO
SトランジスタQn1,Qn2,…,Qnmに対しては非反転
バッファが用いられる。The output of the decoder 1 is supplied via the buffer circuit 3 to the gates of the MOS transistors forming each analog switch. The buffer circuit 3 includes p-channel MOS transistors Qp1, Qp2, ..., Q as shown in the figure.
An inverting buffer is used for pm and n-channel MO
A non-inverting buffer is used for the S transistors Qn1, Qn2, ..., Qnm.
【0009】そしてこの実施例では、アナログスイッチ
第1群G1 と第2群G2 の境界で隣接するpチャネルM
OSトランジスタQpmとnチャネルMOSトランジスタ
Qn1とは、スイッチとしての伝搬特性が等しくなるよう
に、即ち両者のオン抵抗が等しくなるように、素子パラ
メータが設定されている。具体的には説明すると、MO
Sトランジスタのドレイン電流IDSは、次の一般式で表
される。In this embodiment, the p-channel M adjacent to each other at the boundary between the first group G1 of analog switches and the second group G2 of analog switches.
The device parameters of the OS transistor Qpm and the n-channel MOS transistor Qn1 are set so that the propagation characteristics as a switch become equal, that is, the ON resistances of both become equal. Specifically, MO
The drain current I DS of the S transistor is represented by the following general formula.
【0010】[0010]
【数1】 IDS=(μC0 W/L){(VGS−VT )VDS−VDS 2 /2} VT =VT0+γ|VBS|1/2 [Number 1] I DS = (μC 0 W / L) {(V GS -V T) V DS -V DS 2/2} V T = V T0 + γ | V BS | 1/2
【0011】但し、上の式において、μはキャリア移動
度、C0 は定数、Wはチャネル幅、Lはチャネル長、V
GSはゲート・ソース間電圧、VDSはドレイン・ソース間
電圧、VBSは基板・ソース間電圧、VT はしきい値電
圧、VT0はVBS=0のときのしきい値電圧、γは定数で
ある。nチャネルMOSトランジスタの場合、VGS,V
DS,γが正、VBSが負であり、pチャネルMOSトラン
ジスタではこれらの極性が逆になる。However, in the above equation, μ is carrier mobility, C 0 is a constant, W is channel width, L is channel length, and V is
GS is a gate-source voltage, V DS is a drain-source voltage, V BS is a substrate-source voltage, V T is a threshold voltage, V T0 is a threshold voltage when V BS = 0, γ Is a constant. In the case of n-channel MOS transistor, V GS , V
Since DS and γ are positive and V BS is negative, these polarities are reversed in the p-channel MOS transistor.
【0012】そこで、pチャネルMOSトランジスタQ
pmとnチャネルMOSトランジスタQn1について、同じ
バイアス条件で前者のドレイン電流IDSP と後者のドレ
イン電流IDSN の大きさが等しくなるように、pチャネ
ルMOSトランジスタQpmのチャネル幅Wp ,チャネル
長Lp と、nチャネルMOSトランジスタQn1のチャネ
ル幅Wn ,チャネル長Ln との関係が設定される。具体
的には例えば、Wp /Lp :Wn /Ln =3:1とす
る。これにより、pチャネルMOSトランジスタQpmと
nチャネルMOSトランジスタQn1のインピーダンスが
等しくなる。Therefore, the p-channel MOS transistor Q
For pm and n-channel MOS transistor Qn1, the channel width Wp and channel length Lp of p-channel MOS transistor Qpm are set so that the former drain current I DSP and the latter drain current I DSN are equal under the same bias condition. The relationship between the channel width Wn and the channel length Ln of the n-channel MOS transistor Qn1 is set. Specifically, for example, Wp / Lp: Wn / Ln = 3: 1. As a result, the p-channel MOS transistor Qpm and the n-channel MOS transistor Qn1 have the same impedance.
【0013】アナログスイッチ第1群G1 のpチャネル
MOSトランジスタQpmと第2群G2 のnチャネルMO
SトランジスタQn1の関係を以上のように設定すること
により、これらのオン,オフが切り替わるアナログ出力
領域で出力インピーダンスの急激な変化がなくなる。し
たがってこの実施例のD/Aコンバータによれば、歪み
等のない優れた出力波形を得ることができる。Analog switch p-channel MOS transistor Qpm of the first group G1 and n-channel MO of the second group G2
By setting the relationship of the S transistor Qn1 as described above, the abrupt change of the output impedance disappears in the analog output region where these ON and OFF are switched. Therefore, according to the D / A converter of this embodiment, an excellent output waveform without distortion can be obtained.
【0014】なお、アナログスイッチ第1群G1 と第2
群G2 の境界部のみならず、全てのMOSトランジスタ
について上述の関係を満たすように設定してもよい。こ
のようにすれば、全出力レベルの範囲で出力インピーダ
ンス一定の条件が満たされ、より好ましい出力特性が得
られる。The analog switch first group G1 and the second group
Not only the boundary portion of the group G2 but also all the MOS transistors may be set so as to satisfy the above relationship. In this way, the condition of constant output impedance is satisfied in the range of all output levels, and more preferable output characteristics can be obtained.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ア
ナログスイッチ群の隣接するpチャネルMOSトランジ
スタとnチャネルMOSトランジスタの伝搬特性として
のインピーダンスあるいはコンダクタンスを等しく設定
することにより、アナログ出力特性を改善したD/Aコ
ンバータを得ることができる。As described above, according to the present invention, the analog output characteristics are set by setting the impedance or the conductance as the propagation characteristics of the adjacent p-channel MOS transistor and n-channel MOS transistor of the analog switch group to be equal. An improved D / A converter can be obtained.
【図1】 この発明の一実施例のD/Aコンバータを示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a D / A converter according to an embodiment of the present invention.
【図2】 MOSトランジスタスイッチの特性を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a MOS transistor switch.
【図3】 従来の問題を説明する為の波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a conventional problem.
1…デコーダ、2…抵抗分圧回路、3…バッファ回路、
G1 …アナログスイッチ第1群、G2 …アナログスイッ
チ第2群、Qp1,Qp2,…,Qpm…pチャネルMOSト
ランジスタ、Qn1,Qn2,…,Qnm…nチャネルMOS
トランジスタ。1 ... Decoder, 2 ... Resistance voltage dividing circuit, 3 ... Buffer circuit,
G1 ... Analog switch first group, G2 ... Analog switch second group, Qp1, Qp2, ..., Qpm ... p-channel MOS transistor, Qn1, Qn2, ..., Qnm ... n-channel MOS
Transistor.
Claims (1)
ーダ出力により制御されて前記分圧回路出力を選択的に
取り出すアナログスイッチ群を有し、前記アナログスイ
ッチ群は高レベル出力側の第1群がpチャネルMOSト
ランジスタにより構成され、それより低レベル出力側の
第2群がnチャネルMOSトランジスタにより構成され
ているD/Aコンバータにおいて、 前記アナログスイッチ群の第1群と第2群の境界で互い
に隣接するpチャネルMOSトランジスタとnチャネル
MOSトランジスタのインピーダンスあるいはコンダク
タンスが等しく設定されていることを特徴とするD/A
コンバータ。1. A decoder, a resistance voltage dividing circuit, and an analog switch group which is controlled by the decoder output and selectively takes out the voltage dividing circuit output. The analog switch group is a first group on the high level output side. In a D / A converter in which the second group on the lower level output side is composed of n-channel MOS transistors, in the boundary between the first group and the second group of the analog switch group. D / A characterized in that the impedance or conductance of the p-channel MOS transistor and the n-channel MOS transistor adjacent to each other are set equal
converter.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-53417 | 1993-09-07 | ||
JP5341793 | 1993-09-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07131354A true JPH07131354A (en) | 1995-05-19 |
Family
ID=12942269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23951594A Pending JPH07131354A (en) | 1993-09-07 | 1994-09-07 | D/a converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07131354A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100707304B1 (en) * | 2001-06-29 | 2007-04-12 | 삼성전자주식회사 | Digital/analog converter for current type |
US7453385B2 (en) | 2006-07-13 | 2008-11-18 | Sony Corporation | D/A converter |
JP2016134739A (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | セイコーエプソン株式会社 | D/a conversion circuit, oscillator, electronic apparatus and mobile object |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP23951594A patent/JPH07131354A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100707304B1 (en) * | 2001-06-29 | 2007-04-12 | 삼성전자주식회사 | Digital/analog converter for current type |
US7453385B2 (en) | 2006-07-13 | 2008-11-18 | Sony Corporation | D/A converter |
JP2016134739A (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | セイコーエプソン株式会社 | D/a conversion circuit, oscillator, electronic apparatus and mobile object |
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