JPH077915B2 - D / A converter - Google Patents

D / A converter

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JPH077915B2
JPH077915B2 JP61056850A JP5685086A JPH077915B2 JP H077915 B2 JPH077915 B2 JP H077915B2 JP 61056850 A JP61056850 A JP 61056850A JP 5685086 A JP5685086 A JP 5685086A JP H077915 B2 JPH077915 B2 JP H077915B2
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current
bipolar transistors
circuit
bipolar
emitter
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良平 嵯峨
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、D/A(デジタル−アナログ)変換技術、さ
らには電流加算型のD/A変換IC(半導体集積回路装置)
に適用して有効な技術に関するもので、たとえば、ラダ
ー抵抗を用いたD/A変換器に利用して有効な技術に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a D / A (digital-analog) conversion technique, and further a current addition type D / A conversion IC (semiconductor integrated circuit device).
The present invention relates to a technology effectively applied to, for example, a technology effectively applied to a D / A converter using a ladder resistance.

[従来の技術] D/A変換器については、たとえば米国特許4,092,639号明
細書に記載されたような電流加算型のものがある。
[Prior Art] As a D / A converter, there is a current addition type as described in, for example, US Pat. No. 4,092,639.

ここで、本発明者は、その電流加算型D/A変換器の構成
について検討した。以下は、公知とされた技術ではない
が、本発明者によって検討された技術であり、その概要
は次のとおりである。
Here, the present inventor examined the configuration of the current addition type D / A converter. The following is a technology which has not been publicly known but which has been studied by the present inventor, and the outline thereof is as follows.

第9図は本発明者によって検討されたD/A変換器の構成
を示す。
FIG. 9 shows the configuration of a D / A converter examined by the present inventor.

同図に示すD/A変換器は電流加算型のものであって、先
ず、複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Q8,Q8、抵抗
ラダー1、およびスイッチ回路2などを有する。
The D / A converter shown in the figure is of a current addition type, and has a plurality of bipolar transistors Q1 to Q8, Q8, a resistance ladder 1, a switch circuit 2 and the like.

複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Q8,Q8はそれぞ
れ、共通の基準電圧源Vrefからベース電圧が与えられる
とともに、そのエミッタ面積の大きさ(×128,×64,×3
2,×16,×8,×4,×2,×1,×1)が1/2のベキ級数にした
がって重み付けされている。これによって、その複数の
バイポーラ・トランジスタQ1〜Q8,Q8は、その重み付け
されたエミッタ面積の比すなわち1/2のベキ級数にした
がってそれぞれに重み付けされた電流(I/2,I/4,I/8,I/
16,I/32,I/64,I/128,I/256,I/256)を流す。このとき、
各バイポーラ・トランジスタQ1〜Q8,Q8のベース・エミ
ッタ間電圧VBEは、そのエミッタ面積が重み付けされて
いることにより互いに同一値に揃えられ、これによって
各バイポーラ・トランジスタQ1〜Q8,Q8のエミッタ電位
が同一に揃えられるようになっている。
A plurality of bipolar transistors Q1 to Q8, Q8 are each provided with a base voltage from a common reference voltage source Vref, and the size of the emitter area (x128, x64, x3
2, × 16, × 8, × 4, × 2, × 1, × 1) are weighted according to the power series of 1/2. This causes the plurality of bipolar transistors Q1-Q8, Q8 to each have a respective weighted current (I / 2, I / 4, I / I) according to their weighted emitter area ratio or a power series of 1/2. 8, I /
16, I / 32, I / 64, I / 128, I / 256, I / 256). At this time,
The base-emitter voltage V BE of each of the bipolar transistors Q1 to Q8, Q8 is made equal to each other by weighting the emitter area thereof, and thus the emitter potential of each of the bipolar transistors Q1 to Q8, Q8 is equalized. Are arranged in the same way.

抵抗ラダー1は、1対2の抵抗比をもつ2種類の抵抗R
と2Rを直並列にラダー接続したものであって、各バイポ
ーラ・トランジスタQ1〜Q8,Q8にそれぞれ1/2ベキ級数に
したがって重み付けされた電流I/2〜I/256を分流する。
抵抗ラダー1の一端には、各バイポーラ・トランジスタ
Q1〜Q8をそれぞれに流れる分流電流I/2〜I/256の合計電
流I(I=I/2+I/4+I/8+I/16+I/32+I/64+I/128+
I/256+I/256)を引くための定電流回路3が接続されて
いる。
The resistance ladder 1 has two types of resistance R having a resistance ratio of 1: 2.
And 2R are connected in series and in a ladder connection, and the currents I / 2 to I / 256 weighted according to the 1/2 power series are shunted to the bipolar transistors Q1 to Q8 and Q8, respectively.
One end of resistor ladder 1 has each bipolar transistor
Total current I (I = I / 2 + I / 4 + I / 8 + I / 16 + I / 32 + I / 64 + I / 128 +) of shunt current I / 2 to I / 256 flowing through Q1 to Q8 respectively
A constant current circuit 3 for pulling (I / 256 + I / 256) is connected.

スイッチ回路2は並列デジタル入力信号Dinのビット数
(8ビット)に対応する数(8個)の選択切換スイッチ
回路を有する。各選択切換スイッチ回路の選択状態はデ
ジタル入力信号DinのビットデータB7〜Boに基づいて個
々に制御される。各選択切換スイッチ回路はそれぞれ、
詳細な図示は省略するが、バイポーラ・トランジスタな
どの能動素子によって構成され、1つの選択端子と2つ
の被選択端子を等価的に有する。この場合、各選択端子
はそれぞれ対応するバイポーラ・トランジスタQ1〜Q8に
接続される。また、2つの被選択端子は、その一方が出
力ラインに共通接続され、その他方が電源電位V+に共
通接続されている。これにより、その出力ラインから、
デジタル入力信号Dinのデータ値に対応する大きさの出
力電流Ioが取り出されるようになっている。この出力電
流Ioは、要すれば、電流−電圧変換回路(I−V)5に
よって電圧出力Voutに変換される。
The switch circuit 2 has as many (8) selection changeover switch circuits as the number of bits (8 bits) of the parallel digital input signal Din. The selection state of each selection changeover switch circuit is individually controlled based on the bit data B7 to Bo of the digital input signal Din. Each selection switch circuit,
Although not shown in detail, it is constituted by an active element such as a bipolar transistor and has one selection terminal and two selected terminals equivalently. In this case, each selection terminal is connected to the corresponding bipolar transistor Q1-Q8. Further, one of the two selected terminals is commonly connected to the output line and the other is commonly connected to the power supply potential V +. This gives you
An output current Io having a magnitude corresponding to the data value of the digital input signal Din is taken out. This output current Io is converted into a voltage output Vout by the current-voltage conversion circuit (IV) 5 if necessary.

なお、図中の最右端側のバイポーラ・トランジスタQ8は
I/256の分流を得るためのものであって、電源V+から
直接I/256の電流を流す。
The rightmost bipolar transistor Q8 in the figure is
This is for obtaining the shunt of I / 256, and the current of I / 256 is directly supplied from the power source V +.

以上のようにして、電流加算型のD/A変換器が構成され
ている。
The current addition type D / A converter is configured as described above.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述した技術には、次のような問題点の
あることが本発明者によってあきらかとされた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the present inventor has clarified that the above-described technique has the following problems.

すなわち、上述したD/A変換器では、複数のバイポーラ
・トランジスタQ1〜Q8にそれぞれに流れる電流I/2〜I/2
56を重み付けするために、各バイポーラ・トランジスタ
Q1〜Q8のエミッタ面積の大きさ(×128〜×1)にそれ
ぞれ重み付けを行っていた。ところが、そのエミッタ面
積に重み付けを行うと、たとえば8ビットの変換能力を
もつためには、最大で2の(8−1)乗すなわち128倍
も大きさが異なる8種類ものバイポーラ・トランジスタ
Q1〜Q8をそれぞれに非常に高い比精度をもって形成しな
ければならない。このため、たとえば製造工程などにお
いて、個々のバイポーラ・トランジスタに対する寸法の
管理が非常に面倒になってしまう。また、面積比の大き
な多種類のバイポーラ・トランジスタを形成するため
に、全体のレイアウト形状はどうしても不整形とならざ
るを得ず、このため、スペース効率の良いレイアウトに
すること、つまりレイアウト設計の最適化が非常に難し
くなる、といったような問題点のあることが本発明者ら
によって明らかとされた。
That is, in the D / A converter described above, the currents I / 2 to I / 2 flowing through the bipolar transistors Q1 to Q8, respectively.
56 each bipolar transistor to weight
The size of the emitter area of Q1 to Q8 (× 128 to × 1) was weighted. However, if the emitter area is weighted, in order to have a conversion capability of, for example, 8 bits, 8 types of bipolar transistors having different sizes up to a power of (8-1), that is, 128 times, can be used.
Q1 to Q8 must be formed with extremely high specific accuracy. Therefore, in the manufacturing process, for example, the dimensional control of individual bipolar transistors becomes very troublesome. In addition, in order to form many types of bipolar transistors with a large area ratio, the overall layout must be irregularly shaped. Therefore, a space-efficient layout, that is, optimum layout design It has been made clear by the present inventors that there is a problem that it becomes very difficult to realize.

本発明の目的は、D/A変換器などを構成する素子、とく
に、重み付けされた電流を流す複数のバイポーラ・トラ
ンジスタの寸法種類を少なくできるようにし、これによ
り、高精度を維持しつつ、たとえば製造工程などにおけ
る寸法の管理あるいはレイアウト設計の最適化などを行
いやすくする、という技術を提供するものである。
An object of the present invention is to reduce the number of dimensional types of elements constituting a D / A converter or the like, in particular, a plurality of bipolar transistors that carry weighted currents, thereby maintaining high accuracy, for example, It is intended to provide a technique for facilitating dimensional management or optimization of layout design in a manufacturing process or the like.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel characteristics of the present invention are
It will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

[問題点を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Means for Solving the Problems] The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、抵抗ラダーによってそれぞれに重み付けされ
た電流を複数のバイポーラ・トランジスタに分流させる
とともに、各バイポーラ・トランジスタにそれぞれに流
れる電流をデジタル入力信号に基づいて加算する電流加
算型のD/A変換器にあって、その複数のバイポーラ・ト
ランジスタのエミッタ面積を1種類に揃える一方、各バ
イポーラ・トランジスタのエミッタ電位を同じに揃える
ような分圧を上記抵抗ラダー内にて生じさせる電流源を
備える、というものである。
That is, a current addition type D / A converter that divides the current weighted by the resistance ladder into multiple bipolar transistors and adds the currents flowing in each bipolar transistor based on the digital input signal. In addition, while providing the emitter areas of the plurality of bipolar transistors to one type, a current source is provided to generate a voltage division in the resistance ladder so that the emitter potentials of the bipolar transistors are equalized. Is.

[作用] 上記した手段によれば、それぞれに重み付けされた電流
を流す複数のバイポーラ・トランジスタの寸法種類が1
種類に揃えられるので、高精度を維持しつつ、たとえば
製造工程などにおける寸法の管理あるいはレイアウト設
計の最適化などを行いやすくする、という目的が達成さ
れる。
[Operation] According to the above-mentioned means, the size type of the plurality of bipolar transistors that respectively carry the weighted currents is 1
Since the types are arranged, it is possible to achieve the object of facilitating, for example, dimensional control in the manufacturing process or optimization of layout design while maintaining high accuracy.

[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。
[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示
す。
In each drawing, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

第1図はこの発明が適用されたD/A変換器の一実施例を
示す。
FIG. 1 shows an embodiment of a D / A converter to which the present invention is applied.

先ず、同図に示すD/A変換器は電流加算型のものであっ
て、能動素子として複数のバイポーラ・トランジスタQ1
〜Qn,Qn、抵抗ラダー1、およびスイッチ回路2などを
有する。
First, the D / A converter shown in the figure is a current summing type, and a plurality of bipolar transistors Q1 are used as active elements.
˜Qn, Qn, resistance ladder 1, switch circuit 2 and the like.

複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnは、詳細は
後述するが、1/2のベキ級数にしたがってそれぞれに重
み付けされた電流(I,I/2,I/4,・・・,I/2n-1,I/2n-1
を流す。
The plurality of bipolar transistors Q1 to Qn, Qn will be described later in detail, but the currents (I, I / 2, I / 4, ..., I / 2n) weighted according to the power series of 1/2 are respectively described. -1 ,, I / 2n -1 )
Shed.

抵抗ラダー1は、1対2の抵抗比をもつ2種類の抵抗R
と2Rを直並列にラダー接続したものであって、各バイポ
ーラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnにそれぞれ1/2ベキ級数に
したがって重み付けされた電流I〜I/2n-1を分流する。
抵抗ラダー1の一端には、各バイポーラ・トランジスタ
Q1〜Qn,Qnをそれぞれに流れる分流電流I〜I/2n-1の合
計電流2I(2I=I+I/2+I/4+・・・+I/2n-1+I/2
n-1)を引くための定電流回路3が接続されている。
The resistance ladder 1 has two types of resistance R having a resistance ratio of 1: 2.
2 and 2R are connected in series and in a ladder connection, and currents I to I / 2n -1 weighted according to 1/2 power series are shunted to the bipolar transistors Q1 to Qn and Qn, respectively.
One end of resistor ladder 1 has each bipolar transistor
Total current 2I (2I = I + I / 2 + I / 4 + ... + I / 2n- 1 + I / 2) of shunt currents I to I / 2n- 1 flowing through Q1 to Qn and Qn respectively
A constant current circuit 3 for pulling n −1 ) is connected.

スイッチ回路2は、詳細は後述するが、並列デジタル入
力信号Dinのビット数(nビット)に対応する数(n
個)の選択切換スイッチ回路を有する。各選択切換スイ
ッチ回路の選択状態はデジタル入力信号Dinの各ビット
データに基づいて個々に制御される。これにより、スイ
ッチ回路2は、各バイポーラ・トランジスタQ1〜Qnにそ
れぞれ重み付けされて分流される電流(I,I/2,I/4,・・
・,I/2n-1)をデジタル入力信号Dinの各ビットデータに
基づいて加算する。この加算された電流がD/A変換出力
電流Ioとして出力される。この出力電流Ioは、要すれ
ば、電流−電圧変換回路(I−V)によって電圧出力に
変換される。
The switch circuit 2, which will be described in detail later, has a number (n bits) corresponding to the number of bits (n bits) of the parallel digital input signal Din.
Individual selection switch circuit. The selection state of each selection changeover switch circuit is individually controlled based on each bit data of the digital input signal Din. As a result, the switch circuit 2 weights the respective bipolar transistors Q1 to Qn and divides the current (I, I / 2, I / 4, ...
,, I / 2n -1 ) is added based on each bit data of the digital input signal Din. This added current is output as the D / A conversion output current Io. This output current Io is converted into a voltage output by a current-voltage conversion circuit (IV) if necessary.

なお、図中の最右端側のバイポーラ・トランジスタQnは
I/2n-1の分流を得るためのものであって、スイッチ回路
2を経由せずに電源から直接I/2n-1の電流を流す。
The rightmost bipolar transistor Qn in the figure is
Be for obtaining a diversion of I / 2n -1, electric current of the direct I / 2n -1 from the power supply without passing through the switch circuit 2.

ここで、上記複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Q
nは、共通の基準電圧源Vrefからベース電圧が与えられ
るとともに、そのエミッタ面積が互いに同じ(×1)に
揃えられている。
Here, the plurality of bipolar transistors Q1 to Qn, Q
As for n, a base voltage is applied from a common reference voltage source Vref, and the emitter areas thereof are arranged to be the same (× 1).

一方、上記抵抗ラダー1の両端には、一定の補正電流Ix
を重畳させて流す電流源4が接続されている。この補正
電流源4は、各バイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnの
エミッタ電位VE1〜VEn,VEnを同じに補正するような分圧
を上記抵抗ラダー1内にて生じさせるような補正電流Ix
を流すように設定される。
On the other hand, a constant correction current Ix is applied to both ends of the resistance ladder 1.
Is connected to the current source 4 which is caused to flow. The correction current source 4, as to cause each of the bipolar transistors Q1 to Qn, the emitter potential V E 1 to V E n of Qn, the partial pressure so as to correct the V E n the same in the resistor ladder 1 Correction current Ix
Is set to flow.

これにより、各バイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnの
ベース・エミッタ間電圧VBEが同じに揃うようなバイア
ス電圧が抵抗ラダー1から各バイポーラ・トランジスタ
Q1〜Qn,Qnのエミッタ側に与えられるようになってい
る。
As a result, a bias voltage from the resistor ladder 1 to each of the bipolar transistors Q1 to Qn, so that the base-emitter voltage V BE of each of the Qn becomes the same.
It is applied to the emitter side of Q1 to Qn, Qn.

この場合、上記補正電流Ixは、次のようにして求められ
る。
In this case, the correction current Ix is obtained as follows.

先ず、バイポーラ・トランジスタのベース・エミッタ間
電圧VBEは、次の式(1)によって与えられる。
First, the base-emitter voltage V BE of the bipolar transistor is given by the following equation (1).

k:ボルツマン定数、T:絶対温度 IE:エミッタ面積、IS:飽和電流値 ここで、上記複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Q
nに1/2のベキ級数にしたがって重み付けされた電流(I,
I/2,I/4,・・・,I/2)が流れるようにするためには、 以上の計算例から、上記補正電流Ixは、各バイポーラ・
トランジスタQ1〜Qnのエミッタ電位VEが18mVずつ順次高
くなるような分圧ΔVを抵抗ラダー1の各直列抵抗Rに
それぞれに生じさせるような大きさであればよい。
k: Boltzmann constant, T: absolute temperature I E: emitter area, I S: where the saturation current value, the plurality of bipolar transistors Q1 to Qn, Q
A current (I,
I / 2, I / 4, ..., I / 2) From the above calculation example, the correction current Ix is
The magnitude may be such that a voltage division ΔV is generated in each series resistor R of the resistor ladder 1 such that the emitter potential V E of the transistors Q1 to Qn sequentially increases by 18 mV.

つまり、上記補正電流Ixは、 となるように設定される。That is, the correction current Ix is Is set.

これにより、複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Q
nのエミッタ面積に重み付けを行わずとも、各バイポー
ラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnがそれぞれに流す電流(I,I
/2,I/4,・・・,I/2,I/2)に所定の重み付けを行うこと
ができる。これとともに、各バイポーラ・トランジスタ
Q1〜Qn,Qnのエミッタ電位を同じに揃えることができる
ようになる。
This allows multiple bipolar transistors Q1-Qn, Q
Even if the emitter area of n is not weighted, the current (I, I
Predetermined weighting can be applied to / 2, I / 4, ..., I / 2, I / 2). Along with this, each bipolar transistor
It becomes possible to make the emitter potentials of Q1 to Qn, Qn the same.

以上のようにして、D/A変換器を構成する素子、とく
に、重み付けされた電流(I,I/2,I/4,・・・,I/2,I/2)
を流す複数のバイポーラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnの寸
法種類を少なくすることができるようになり、これによ
り、高精度を維持しつつ、たとえば製造工程などにおけ
る寸法の管理あるいはレイアウト設計の最適化などを行
いやすくすることができるようになる。
As described above, the elements constituting the D / A converter, especially the weighted currents (I, I / 2, I / 4, ..., I / 2, I / 2)
It is possible to reduce the number of dimensional types of multiple bipolar transistors Q1 to Qn, Qn that flow current through them, which enables, for example, dimensional control in the manufacturing process or optimization of layout design while maintaining high accuracy. Will be able to make it easier.

第2図は上記補正電流Ixを流す電流源4の構成例を示
す。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the current source 4 for supplying the correction current Ix.

同図に示すように、上記電流源4は、上記抵抗ラダー1
の一端から電流を引く第1の定電流回路4A、上記抵抗ラ
ダー1の他端から電流を供給する第2の定電流回路4C、
および第1の定電流回路4Aによって流される電流Ixを第
2の定電流回路4Cに写像させるカレントミラー4Bによっ
て構成される。図において、バイポーラ・トランジスタ
Q44,Q45,Q46は、第2の定電流回路4Cをなすカレントミ
ラーを構成する。また、バイポーラ・トランジスタQ41,
Q42,Q43は、第1の定電流回路4Aによって流される電流I
xを1対1の比で第2の定電流回路4Cに写像させるカレ
ントミラーを構成する。このような構成により、抵抗ラ
ダー1だけに上記補正電流Ixを流すことができる。
As shown in the figure, the current source 4 is connected to the resistance ladder 1
A first constant current circuit 4A that draws a current from one end of the resistor ladder, a second constant current circuit 4C that supplies a current from the other end of the resistor ladder 1,
And a current mirror 4B for mapping the current Ix sent by the first constant current circuit 4A onto the second constant current circuit 4C. In the figure, bipolar transistor
Q44, Q45, Q46 form a current mirror forming the second constant current circuit 4C. Also, bipolar transistor Q41,
Q42 and Q43 are the current I sent by the first constant current circuit 4A.
A current mirror that maps x to the second constant current circuit 4C at a ratio of 1: 1 is constructed. With such a configuration, the correction current Ix can be passed only through the resistance ladder 1.

上記補正電流Ixを流す電流源4は、第3図に示すよう
に、2つの独立した定電流回路4Aと4Dであってもよい。
この場合、一方の定電流回路4Aが抵抗ラダー1の一端か
ら上記補正電流Ixを引くとともに、これと同じ電流Ixが
他方の定電流回路4Dによって抵抗ラダー1の他端から供
給される。
The current source 4 for supplying the correction current Ix may be two independent constant current circuits 4A and 4D as shown in FIG.
In this case, one constant current circuit 4A subtracts the correction current Ix from one end of the resistance ladder 1, and the same current Ix is supplied from the other end of the resistance ladder 1 by the other constant current circuit 4D.

さらに、上記抵抗ラダー1によって分流される電流Iが
上記補正電流Ixよりも十分に大きくなるようにすれば、
つまりI≫Ixならば、第4図に示すように、上記補正電
流源4は抵抗ラダー1の他端側から補正電流Ixを送り込
むだけの構成であってもよい。
Furthermore, if the current I shunted by the resistance ladder 1 is made sufficiently larger than the correction current Ix,
That is, if I >> Ix, as shown in FIG. 4, the correction current source 4 may be configured to only send the correction current Ix from the other end side of the resistance ladder 1.

第5図は上記補正電流Ixを吸い込む定電流回路4Aの構成
例を示す。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the constant current circuit 4A that absorbs the correction current Ix.

同図に示す定電流回路4Aは、カレントミラー回路を構成
するpnpバイポーラ・トランジスタQ11,Q12,Q13、1対2
の割合のエミッタ面積をもつ2つのバイポーラ・トラン
ジスタQ21とQ22、この2つのバイポーラ・トランジスタ
Q21とQ22のベースを互いに接続する抵抗R、十分に大き
な変換利得をもつ電流−電圧変換器(I−V)41、およ
びバイポーラ・トランジスタQ21,Q22の各エミッタにそ
れぞれに直列挿入された抵抗R,Rなどによって構成され
ている。V+は電源電位を示す。
The constant current circuit 4A shown in the figure is a pnp bipolar transistor Q11, Q12, Q13, 1 to 2 which constitutes a current mirror circuit.
Bipolar transistors Q21 and Q22 with an emitter area ratio of
A resistor R connecting the bases of Q21 and Q22 to each other, a current-voltage converter (IV) 41 having a sufficiently large conversion gain, and a resistor R inserted in series to each emitter of the bipolar transistors Q21 and Q22. , R, etc. V + indicates a power supply potential.

上記定電流回路4は、エミッタ面積比が1(×1)のト
ランジスタQ21のベース側が上記複数のバイポーラ・ト
ランジスタQ1〜Qn,Qnの最右端側のバイポーラ・トラン
ジスタQnのベースに接続され、エミッタ面積比が2(×
2)のトランジスタQ22のベース側が電圧−電流変換回
路41の電流出力側に接続されている。そして、その2つ
のバイポーラ・トランジスタQ21,Q22にそれぞれに流れ
る電流が互いに同じになるような電流Ixが電圧−電流変
換回路41から出力されるような負帰還ループが形成され
ている。つまり、トランジスタQ21とQ22が1対2のエミ
ッタ面積比がもったのと等価のベース・エミッタ間電圧
差をもたらすような電流Ixが流れるようになる。これに
より、定電流回路4Aは、上記複数のバイポーラ・トラン
ジスタQ1〜Qn,Qnのエミッタ面積を1/2のベキ級数にした
がって重み付けしたのと等価な電流の重み付けを生じさ
せるような補正電流Ixを発生することができる。
In the constant current circuit 4, the base side of the transistor Q21 having an emitter area ratio of 1 (× 1) is connected to the bases of the rightmost bipolar transistors Qn of the plurality of bipolar transistors Q1 to Qn, Qn, and the emitter area is The ratio is 2 (×
The base side of the transistor Q22 of 2) is connected to the current output side of the voltage-current conversion circuit 41. Then, a negative feedback loop is formed so that the voltage-current conversion circuit 41 outputs the current Ix such that the currents flowing through the two bipolar transistors Q21 and Q22 become equal to each other. That is, a current Ix that causes a base-emitter voltage difference equivalent to that of the transistors Q21 and Q22 having an emitter area ratio of 1: 2 flows. As a result, the constant current circuit 4A produces a correction current Ix that causes weighting of current equivalent to weighting the emitter areas of the plurality of bipolar transistors Q1 to Qn, Qn according to a power series of 1/2. Can occur.

第6図は上記補正電流Ixを吐き出す定電流回路4Dの構成
例を示す。
FIG. 6 shows a configuration example of the constant current circuit 4D that discharges the correction current Ix.

同図に示す定電流回路4Dは、上述した定電流回路4Aと同
様、カレントミラー回路を構成するpnpバイポーラ・ト
ランジスタQ11,Q12,Q13、および1対2の割合のエミッ
タ面積をもつ2つのバイポーラ・トランジスタQ21とQ22
などによって構成される。この場合、エミッタ面積比が
2のバイポーラ・トランジスタQ22のエミッタ側に抵抗2
Rが直列に挿入されていて、この抵抗2Rとバイポーラ・
トランジスタQ22とによって流される電流が、エミッタ
面積比1のバイポーラ・トランジスタQ21に1対1のミ
ラー比で写像されるようになっている。そして、両バイ
ポーラ・トランジスタQ21,Q22をそれぞれに流れた電流
(Ix/2,Ix/2)が合流させられ、この合流電流Ix(Ix=I
x/2+Ix/2)が上記補正電流Ixとして出力される。
The constant current circuit 4D shown in the figure is similar to the constant current circuit 4A described above in that it includes pnp bipolar transistors Q11, Q12, Q13 that form a current mirror circuit, and two bipolar transistors having an emitter area of 1 to 2. Transistors Q21 and Q22
Composed of etc. In this case, a resistor 2 is placed on the emitter side of the bipolar transistor Q22 with an emitter area ratio of 2.
R is inserted in series and this resistor 2R and bipolar
The current delivered by the transistor Q22 and the transistor Q22 are mapped to the bipolar transistor Q21 having an emitter area ratio of 1 with a mirror ratio of 1: 1. Then, the currents (Ix / 2, Ix / 2) flowing through the bipolar transistors Q21 and Q22 are merged, and the merged current Ix (Ix = Ix = Ix = Ix / 2)
x / 2 + Ix / 2) is output as the correction current Ix.

第7図は前記スイッチ回路2の構成例を示す。また、第
8図は第7図に示したスイッチ回路2の等価回路を示
す。
FIG. 7 shows a configuration example of the switch circuit 2. FIG. 8 shows an equivalent circuit of the switch circuit 2 shown in FIG.

第7図および第8図に示すように、スイッチ回路2は並
列デジタル入力信号Dinのビット数(nビット)に対応
する数(n個)の選択切換スイッチ回路を有する。各選
択切換スイッチ回路の選択状態はデジタル入力信号Din
の各ビットデータに基づいて個々に制御される。各選択
切換スイッチ回路はそれぞれ、バイポーラ・トランジス
タQ31〜Q35および抵抗REによる2段カスケード接続型の
カレントスイッチによって構成され、1つの選択端子と
2つの被選択端子を等価的に有する。この場合、各選択
端子はそれぞれ対応するバイポーラ・トランジスタQ1〜
Qnのコレクタに接続される。また、2つの被選択端子は
それぞれに共通接続される。そして、その一方の共通接
続側から、デジタル入力信号Dinのデータ値に対応する
大きさの出力電流Ioが加算されて取り出されるようにな
っている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the switch circuit 2 has a number (n) of selection changeover switch circuits corresponding to the number of bits (n bits) of the parallel digital input signal Din. The selection state of each selection switch circuit is the digital input signal Din
Are individually controlled based on each bit data of. Each selection changeover switch circuit is constituted by a two-stage cascade connection type current switch composed of bipolar transistors Q31 to Q35 and a resistor R E , and equivalently has one selection terminal and two selected terminals. In this case, each select terminal has a corresponding bipolar transistor Q1 ...
Connected to the collector of Qn. Also, the two selected terminals are commonly connected to each. Then, the output current Io having a magnitude corresponding to the data value of the digital input signal Din is added and taken out from the one common connection side.

なお、第7図において、Vs1,Vs2,Vs3はそれぞれ一定の
基準電圧を示す。
In FIG. 7, Vs1, Vs2, and Vs3 are constant reference voltages.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、バイポー
ラ・トランジスタQ1〜Qn,Qnはバイポーラ・トランジス
タ以外の能動素子であってもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. There is no end. For example, the bipolar transistors Q1 to Qn, Qn may be active devices other than the bipolar transistors.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるD/A変換器に適用し
た場合について説明したが、それに限定されるものでは
なく、たとえば、A/D変換器などにも適用できる。
In the above description, the case where the invention mainly made by the present inventor is applied to the D / A converter which is the field of application which is the background has been described, but the present invention is not limited thereto, and for example, the A / D conversion is performed. It can also be applied to vessels.

[発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
[Effects of the Invention] The effects obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、D/A変換器などにあって、重み付けされた電
流を流す複数のバイポーラ・トランジスタの寸法種類を
少なくすることができ、これにより、高精度を維持しつ
つ、たとえば製造工程などにおける寸法の管理あるいは
レイアウト設計の最適化などを行いやすくすることがで
きる、という効果がある。
That is, in a D / A converter or the like, it is possible to reduce the number of dimensional types of a plurality of bipolar transistors in which weighted currents are flown, and thus, while maintaining high accuracy, for example, in the manufacturing process, This has the effect of facilitating management or optimization of layout design.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明による技術が適用されたD/A変換器の
一実施例を示す回路図、 第2図はこの発明の別の実施例を示す回路図、 第3図はこの発明のさらに別の実施例を示す回路図、 第4図はこの発明のさらに別の実施例を示す回路図、 第5図は補正電流を吸い込む定電流回路の構成例を示す
回路図、 第6図は補正電流を吐き出す定電流回路の構成例を示す
回路図、 第7図はこの発明に係るD/A変換器にて使用されるスイ
ッチ回路の構成例を部分的に示す回路図、 第8図は第7図に示したスイッチ回路の等価回路図、 第9図はこの発明に先立って検討されたD/A変換器の構
成例を示す回路図である。 1……抵抗ラダー、2……スイッチ回路、3……定電流
回路、4……補正電流源、4A,4C,4D……定電流回路、4B
……カレントミラー、Q1〜Qn,Qn……重み付けされた電
流を流すバイポーラ・トランジスタ、Ix……補正電流。
1 is a circuit diagram showing one embodiment of a D / A converter to which the technique according to the present invention is applied, FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a further diagram of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment, FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a constant current circuit for absorbing a correction current, and FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a constant current circuit for discharging current, FIG. 7 is a circuit diagram partially showing a configuration example of a switch circuit used in the D / A converter according to the present invention, and FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the switch circuit shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a D / A converter examined prior to the present invention. 1 ... Resistance ladder, 2 ... Switch circuit, 3 ... Constant current circuit, 4 ... Correction current source, 4A, 4C, 4D ... Constant current circuit, 4B
…… Current mirror, Q1 to Qn, Qn …… Bipolar transistor that carries weighted current, Ix …… Corrected current.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数ビットからなるディジタル入力信号に
対応して設けられ、エミッタ面積が互いに同じく揃えら
れてなる複数のバイポーラ・トランジスタと、かかる複
数からなるバイポーラ・トランジスタのベースに共通に
基準電圧を供給する基準電圧源と、1対2の抵抗比を持
つRと2Rからなる抵抗が直並列に接続され、並列形態と
された2Rの抵抗に上記バイポーラ・トランジスタのエミ
ッタが接続されてなる抵抗ラダーと、上記バイポーラ・
トランジスタにおいてべき級数に従った重み付け電流が
流れるようなベース,エミッタ間電圧を発生させる補正
電流を上記抵抗ラダーの直列形態とされたRの抵抗の一
端から流し込む第1の定電流源と、上記抵抗ラダーの他
端において上記複数のバイポーラ・トランジスタに流れ
る合計電流と上記補正電流とを吸い込むようにされた第
2の定電流源と、上記ディジタル入力信号により対応す
るバイポーラ・トランジスタのコレクタ電流を電源側又
は出力側に切り替えるスイッチ回路とを備えてなること
を特徴とするD/A変換器。
1. A plurality of bipolar transistors which are provided corresponding to a digital input signal composed of a plurality of bits and have the same emitter areas, and a common reference voltage is applied to the bases of the plurality of bipolar transistors. A resistance ladder in which a reference voltage source to be supplied and a resistance consisting of R and 2R having a resistance ratio of 1: 2 are connected in series and parallel, and the emitter of the bipolar transistor is connected to a resistance of 2R arranged in parallel. And the bipolar
A first constant current source for injecting a correction current for generating a base-emitter voltage such that a weighting current according to a power series flows in a transistor from one end of a resistor R of the resistor ladder, and the resistor. At the other end of the ladder, a second constant current source adapted to absorb the total current flowing through the plurality of bipolar transistors and the correction current, and the collector current of the corresponding bipolar transistor by the digital input signal are supplied to the power source side. Alternatively, a D / A converter comprising a switch circuit for switching to the output side.
【請求項2】上記第2の定電流源は、上記複数のバイポ
ーラ・トランジスタに流れる合計電流を流す定電流源
と、上記第1の定電流源と同じ電流が入力電流とされ、
それと同じ電流を流すカレントミラーとが並列接続され
てなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のD/A変換器。
2. The second constant current source, a constant current source for flowing a total current flowing through the plurality of bipolar transistors, and the same current as the first constant current source as an input current,
A current mirror for flowing the same current as that is connected in parallel to the current mirror.
D / A converter described in paragraph.
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