JPH11298329A - ディジタル/アナログ変換回路 - Google Patents
ディジタル/アナログ変換回路Info
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Abstract
変換回路において、出力端子のアンダ−シュ−トまたは
オ−バ−シュ−トによる演算増幅回路のオフセットの発
生を防止する。 【解決手段】 演算増幅回路OPの出力端子と反転入力
端子との間に、リセット用の第1のスイッチング素子S
W1と、この第1のスイッチング素子SW1に直列接続
された第7のスイッチング素子SW7とを設ける。リセ
ットを解除する場合は、第1のスイッチング素子SW1
を開路状態とした後に、第7のスイッチング素子SW7
を開路状態とする。第1および第7のスイッチング素子
SW1,SW7は電界効果トランジスタで構成されてお
り、アナログ/ディジタル変換回路は半導体デバイスと
してICチップ上に形成されている。
Description
ログ変換回路に関し、特に複数のキャパシタを用いたキ
ャパシタ・アレイ型ディジタル/アナログ変換回路に関
する。
ィジタル/アナログ変換回路の回路図である。このディ
ジタル/アナログ変換回路は、スイッチ制御手段10と
変換手段20とを備えている。
れる基準電圧端子Taが設けてある。また、基準電圧V
aが非反転入力端子に供給される演算増幅回路OPが設
けてある。また、演算増幅回路OPの出力端子と反転入
力端子との間に第1のスイッチング素子SW1が設けて
ある。また、反転入力端子と基準電圧端子Taとの間に
第2のスイッチング素子SW2が設けてある。また、演
算増幅回路OPの出力端子と反転入力端子との間に、該
出力端子から該反転入力端子に向かって直列に設けられ
た第3のスイッチング素子SW3および負帰還用のキャ
パシタCfが設けてある。また、負帰還用のキャパシタ
Cfと第3のスイッチング素子SW3との接続点M8と
基準電圧端子Taとの間に第4のスイッチング素子4が
設けてある。また、反転入力端子には、所定の関係で規
定されるキャパシタンスを有する複数のキャパシタCs
1〜Csnの一端が接続されている。また、ディジタル
信号D1〜Dnが入力される複数の入力端子T1〜Tn
と該複数の入力端子T1〜Tnに対応する複数のキャパ
シタCs1〜Csnの他端との間には、それぞれ複数の
第5のスイッチング素子SW51〜SW5nが設けてあ
る。また、複数のキャパシタCs1〜Csnのそれぞれ
の他端と基準電圧端子Taとの間には、それぞれ複数の
第6のスイッチング素子SW61〜SW6nが設けてあ
る。また、演算増幅回路OPの出力端子とディジタル/
アナログ変換回路の出力端子Pとの間には、第8のスイ
ッチング素子SW8が設けてある。
び第8のスイッチング素子SW3,SW51〜SW5
n,SW8を開路状態にすると共に第4,第6,第1お
よび第2のスイッチング素子SW4,SW61〜SW6
n,SW1,SW2を閉路状態にする制御信号をリセッ
ト期間に出力する。図1のディジタル/アナログ変換回
路は、半導体デバイスとして形成されており、ICチッ
プ上に形成されている。このディジタル/アナログ変換
回路は、複数のキャパシタCs1〜Csnの他端に供給
されるディジタル信号D1〜Dnをアナログ信号Voに
変換して出力する。第1〜第6、第8のスイッチング素
子は、各々電界効果トランジスタで構成されている。複
数のキャパシタCs1〜Csnは、そのキャパシタンス
を異ならせることで、ディジタル信号D1〜Dnに対す
る重み付けを行っている。
回路がディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A
変換期間の概略等価回路図である。閉路状態のスイッチ
ング素子は配線として描いており、開路状態のスイッチ
ング素子は削除して描いている。但し、第1のスイッチ
ング素子SW1は開路状態であるが描いてある。ディジ
タル信号D1〜Dnの値に応じて複数のキャパシタCs
1〜Csnに電荷が蓄積され、その電荷に応じた電圧が
アナログ信号Voとして出力端子Pに供給される。
回路のリセット期間の概略等価回路図である。閉路状態
のスイッチング素子は配線として描いており、開路状態
のスイッチング素子は削除して描いている。但し、第1
及び第2のスイッチング素子SW1,SW2は抵抗素子
として描いている。複数のキャパシタCs1〜Csnの
ノードN61〜N6nには基準電圧Vaが供給され、ノ
ードN71〜N7nには演算増幅回路OPの反転入力端
子と非反転入力端子とがバランスされた状態の電圧、即
ち演算増幅回路OPのオフセット成分が付加された電圧
Va+αが供給されている。帰還用のキャパシタCfの
ノードN7nには複数のキャパシタCs1〜Csnのノ
ードN71〜N7nと同様に電圧Va+αが供給され、
その他端には基準電圧Vaが供給されている。
ナログ変換回路がディジタル/アナログ変換を行うD/
A変換期間において、すなわち図2の等価回路におい
て、外部回路からの影響又はノイズなどによって出力端
子Pの電位Vpにアンダ−シュ−トまたはオ−バ−シュ
−トが生じ、アナログ信号が採り得る電圧の範囲を超え
た電位になることがある。
れる第1のスイッチング素子SW1は開路状態にある
が、出力端子Pの電位変動により、そのソ−ス・ドレイ
ン間に漏れ電流が流れることがある。即ち、ディジタル
/アナログ変換回路が半導体デバイスによりICチップ
上に形成されており、第1のスイッチング素子SW1が
電界効果トランジスタで構成されている場合、サブスレ
ッシュド動作により、オフ状態の第1のスイッチング素
子SW1のソース・ドレイン間に漏れ電流が生じること
があるすると、この漏れ電流によってキャパシタに蓄え
られている電荷量が変化し、結果として演算増幅回路O
Pの出力電圧にオフセットが生じる。
図1のディジタル/アナログ変換回路に対し、第8のス
イッチング素子SW8と出力端子Pとの間に保護回路3
0を設けた構成である。図中、符号PFはPチャネル型
電界効果トランジスタであり、符号NFはNチャネル型
電界効果トランジスタであり、符号DE1,DE2はダ
イ−ドである。ノ−ドM13には、電界効果トランジス
タPFのソースとゲ−トと、ダイオ−ドDE1のカソ−
ドとが接続されている。ノ−ドM14には、電界効果ト
ランジスタNFのソ−スとゲ−トと、ダイオ−ドDE2
のアノ−ドとが接続されている。ノ−ドM12には、ダ
イオ−ドDE1のアノ−ドとダイオ−ドDE2のカソ−
ドとが接続されている。ノ−ドM11には、電界効果ト
ランジスタPFのドレインと電界効果トランジスタNF
のドレインとが接続されている。
VSSの範囲を超える電圧が印加された場合にその印加電
圧を電圧VDDまたは電圧VSSにクランプして、保護回路
30よりも内側の回路、たとえば演算増幅回路OP等を
保護する。保護回路30は、IC内部を過大な電圧から
保護するために、ICの各入出力端子(パッド)に対し
て設けることが多い。
アナログ変換回路においても、電界効果トランジスタN
Fの動作特性から、第1のスイッチング素子SW1に漏
れ電流が生じ得る。図5は、ICチップ上に形成された
電界効果トランジスタNFの動作特性を測定するときの
回路図であり、図5(A)は簡易等価回路図であり、図
5(B)は図5(A)においてNチャネル型電界効果ト
ランジスタNFの簡易断面図を書き込んだ簡易配線図で
ある。電界効果トランジスタNFのソ−スSとゲ−トG
との間に直流電圧E1 を印加し、ゲ−トGとドレインD
との間に直流電圧E2 を印加している。また、IC基板
のp型領域(バックゲート)57をゲ−トGに接続して
いる。符号51,52,53は二酸化硅素(SiO2 )
であり、符号54は金属膜であり、符号55,56はn
型領域であり、符号57はp型領域である。
効果トランジスタNFの動作特性を図6に例示する。図
6は、ドレイン電流Iのうち、ドレインDからソ−スS
へと流れる電流I1と、ドレインDからIC基板のp型
領域57へと流れる電流I2 とについて、電圧E1 を変
化させた場合の各電流の特性を示している。
DからIC基板のp型領域57への電流I2 は、電圧E
1 がVd付近になると流れ始める。一方、ドレインDか
らソ−スSへと流れる電流I1 は、電圧E1 がVm付近
になると流れ始める。このため、電流I2 と電流I1 と
の差に対応する斜線部の漏れ電流が、第1のスイッチン
グ素子SW1にも生じ得る。保護回路30の電界効果ト
ランジスタNFは、本来の目的から、内部回路としての
スイッチング素子SW1よりもそのチャネル長が長く、
スイッチング素子SW1の方が漏れ電流が流れ易い。従
って、スイッチング素子SW1の漏れ電流を抑制する働
きは持たない。第1のスイッチング素子SW1をNチャ
ネル型電界効果トランジスタで構成した場合はアンダ−
シュ−トにより漏れ電流が生じることがあり、第1のス
イッチング素子SW1をPチャネル型電界効果トランジ
スタで構成した場合はオ−バ−シュ−トにより漏れ電流
が生じることがあり、また出力端子Pに入力したノイズ
により同様の漏れ電流が生じることがある。このように
して、保護回路30を設けた場合にも、前記漏れ電流に
より演算増幅回路OPの出力電圧にオフセットが生じる
ことがある。
成されたキャパシタ・アレイ型ディジタル/アナログ変
換回路において、その出力端子のアンダ−シュ−トまた
はオ−バ−シュ−トによる演算増幅回路のオフセットの
発生を防止することができるディジタル/アナログ変換
回路を提供することにある。
成された本発明のディジタル/アナログ変換回路は、基
準電圧が供給される基準電圧端子と、前記基準電圧が非
反転入力端子に供給される演算増幅回路と、前記演算増
幅回路の出力端子と反転入力端子との間に、該出力端子
から該反転入力端子に向かって直列に設けられた第7の
スイッチング素子および第1のスイッチング素子と、前
記反転入力端子と前記基準電圧端子との間に設けられた
第2のスイッチング素子と、前記演算増幅回路の出力端
子と反転入力端子との間に、該出力端子から該反転入力
端子に向かって直列に設けられた第3のスイッチング素
子および負帰還用のキャパシタと、前記負帰還用のキャ
パシタと前記第3のスイッチング素子との接続点と前記
基準電圧端子との間に設けられた第4のスイッチング素
子と、前記反転入力端子に一端が接続されており、所定
の関係で規定されるキャパシタンスを有する複数のキャ
パシタと、ディジタル信号を入力する複数の入力端子と
該複数の入力端子に対応する前記複数のキャパシタの他
端との間に設けられた複数の第5のスイッチング素子
と、前記複数のキャパシタのそれぞれの他端と前記基準
電圧端子との間に設けられた複数の第6のスイッチング
素子と、前記演算増幅回路の出力端子とディジタル/ア
ナログ変換回路の出力端子との間に設けられた第8のス
イッチング素子と、前記第3、第5および第8のスイッ
チング素子を開路状態にする制御信号と第4のスイッチ
ング素子を閉路状態にする制御信号とをリセット開始期
間の開始時からリセット終了期間の終了時まで出力し、
前記第6および第7のスイッチング素子を閉路状態にす
る制御信号をリセット開始期間内の所定時からリセット
終了期間内の所定時まで出力し、前記第1および第2の
スイッチング素子を閉路状態にする制御信号をリセット
開始期間の終了時からリセット終了期間の開始時までの
リセット動作期間に出力するスイッチ制御手段とを有す
る。
は、好ましくは第7のスイッチング素子が開路状態の時
にのみ第1および第7のスイッチング素子間の接続点に
対して一定電圧を供給する切換手段を設ける。
は、好ましくは第1および第7のスイッチング素子間の
接続点に一端が接続されたキャパシタを設け、該キャパ
シタの他端には一定電圧が供給されている。
は、第1のスイッチング素子とディジタル/アナログ変
換回路の出力端子との間に第7のスイッチング素子が設
けてあるので、D/A変換期間にディジタル/アナログ
変換回路の出力端子にオ−バ−シュ−トまたはアンダ−
シュ−トが生じても、そのような比較的短い時間幅の電
圧変動であるオ−バ−シュ−トまたはアンダ−シュ−ト
の電圧は、第7のスイッチング素子のみに印加され、第
7のスイッチング素子が開路状態なので第1のスイッチ
ング素子には印加されない。
図面を参照して説明する。図7は、本発明の一実施形態
を示すディジタル/アナログ変換回路の回路図である。
イッチ制御手段15と変換手段25とを備えている。変
換手段25は、基準電圧Vaが供給される基準電圧端子
Taと、基準電圧Vaが非反転入力端子に供給される演
算増幅回路OPと、前記演算増幅回路OPの出力端子と
反転入力端子との間に、該出力端子から該反転入力端子
に向かって直列に設けられた第7のスイッチング素子S
W7および第1のスイッチング素子SW1と、前記反転
入力端子と前記基準電圧端子Taとの間に設けられた第
2のスイッチング素子SW2と、前記演算増幅回路OP
の出力端子と反転入力端子との間に、該出力端子から該
反転入力端子に向かって直列に設けられた第3のスイッ
チング素子SW3および負帰還用のキャパシタCfと、
前記負帰還用のキャパシタCfと第3のスイッチング素
子SW3との接続点M8と前記基準電圧端子Taとの間
に設けられた第4のスイッチング素子SW4と、前記反
転入力端子に一端が接続されており、所定の関係で規定
されるキャパシタンスをそれぞれ有する複数のキャパシ
タCs1〜Csnと、ディジタル信号D1〜Dnを入力
する複数の入力端子T1〜Tnと該複数の入力端子T1
〜Tnに対応する前記複数のキャパシタCs1〜Csn
の他端との間に設けられた複数の第5のスイッチング素
子SW51〜SW5nと、前記複数のキャパシタCs1
〜Csnのそれぞれの他端と前記基準電圧端子Taとの
間に設けられた複数の第6のスイッチング素子SW61
〜SW6nと、前記演算増幅回路OPの出力端子とディ
ジタル/アナログ変換回路の出力端子Pとの間に設けら
れた第8のスイッチング素子SW8と、前記演算増幅回
路OPの反転入力端子に接続されている第9のスイッチ
ング素子SW9とを有する。
は、キャパシタCs1〜Csnの一端はノ−ドM71〜
M7nに各々接続されており、他端はノ−ドN51〜N
5nに各々接続されている。基準電圧端子Taからの基
準電圧Vaは、ノ−ドM1,M2,M3,N61〜N6
nに供給されている。複数の第6のスイッチング素子S
W61〜SW6nは、ノ−ドN61〜N6nとノ−ドN
51〜N5n間に各々設けてある。複数の第5のスイッ
チング素子SW51〜SW5nは、入力端子T1〜Tn
とノ−ドN51〜N5n間に各々設けてある。第2のス
イッチング素子SW2はノ−ドM2とノ−ドN2間に設
けてある。ノ−ドM71〜M7n,M5,M4,N1,
N2は、演算増幅回路OPの反転入力端子に接続されて
いる。演算増幅回路OPの非反転入力端子は、ノ−ドM
3に接続されている。ノ−ドM8とノ−ドM10の間に
第3のスイッチング素子SW3が設けてあり、ノ−ドM
8とノ−ドM3の間に第4のスイッチング素子SW4が
設けてある。ノ−ドM9とノ−ドM5の間には、ノ−ド
M9からノ−ドM5に向かって第7のスイッチング素子
SW7および第1のスイッチング素子1が直列に設けて
ある。ノ−ドM9,M10は、演算増幅回路OPの出力
端子に接続されている。ノードN1,N2に第9のスイ
ッチング素子SW9が接続されている。
び第8のスイッチング素子SW3,SW51〜5n,S
W8を開路状態にする制御信号と第4のスイッチング素
子SW4を閉路状態にする制御信号とをリセット開始期
間の開始時からリセット終了期間の終了時まで出力し、
前記第6および第7のスイッチング素子SW61〜6
n,SW7を閉路状態にする制御信号をリセット開始期
間内の所定時からリセット終了期間内の所定時まで出力
し、前記第1および第2のスイッチング素子SW1,S
W2を閉路状態にする制御信号をリセット開始期間の終
了時からリセット終了期間の開始時までのリセット動作
期間に出力する。また、スイッチ制御回路15は、第9
のスイッチング素子SW9を閉路状態とする制御信号を
リセット動作期間以外のときに出力する。
複数のキャパシタCs1〜Csnの他端に供給されるデ
ィジタル信号D1〜Dnをアナログ信号Voに変換し、
ディジタル/アナログ変換回路の出力端子Pに出力す
る。第1〜第9のスイッチング素子は、各々電界効果ト
ランジスタで構成されている。
キャパシタンスを異ならせることで、ディジタル信号D
1〜Dnに対する重み付けを行っている。ディジタル信
号D1〜Dnは、最上位ビット(MSB)から最下位ビ
ット(LSB)までのビットに対応するディジタル信号
D1〜Dn−1と、出力されるアナログ信号電圧の絶対
値の最小値を調整する調整用ディジタル信号Dnとによ
り構成されている。前記最上位ビットから最下位ビット
までの所定ビットに対応するディジタル信号Drが供給
されるキャパシタCsrのキャパシタンスは、前記所定
ビットの一つ下位のビットに対応するディジタル信号D
r+1が供給されるキャパシタのキャパシタンスの2倍
である。但し、1≦r≦n−2であり、rは自然数であ
り、nは3以上の整数でたとえば4〜17とする。前記
最下位ビットに対応するディジタル信号Dn−1が供給
されるキャパシタCsn−1のキャパシタンスCn−1
と、前記調整用ディジタル信号Dnが供給されるキャパ
シタCsnのキャパシタンスCnは等しい。例えば、n
=4とすると、キャパシタCs4,Cs3のキャパシタ
ンスは等しく、キャパシタCs2,Cs1のキャパシタ
ンスはキャパシタCs4のキャパシタンスの各々2倍,
4倍である。ディジタル信号D1〜Dnは、2進符号化
された信号をデコ−ダで解読して生成してもよい。
演算増幅回路OPの出力端子と反転入力端子との間に、
該出力端子から該反転入力端子に向かって直列に設けら
れた第7のスイッチング素子SW7および第1のスイッ
チング素子SW1を有するので、D/A変換期間にディ
ジタル/アナログ変換回路の出力端子電圧にオ−バ−シ
ュ−トまたはアンダ−シュ−トが生じても、オ−バ−シ
ュ−トまたはアンダ−シュ−トにより生じた過電圧は、
第7のスイッチング素子がオフ状態なので、第1のスイ
ッチング素子に直接的には印加されない。即ち、第7の
スイッチング素子SW7に上記過電圧が印加されること
により第7のスイッチング素子SW7に漏れ電流が生じ
ても、その漏れ電流は微小であるから、ノードN3の電
位が第1のスイッチング素子SW1がサブシュレッショ
ルド動作を起こす電位に到達するには非常に長い時間を
要する。従って、比較的短い時間幅の上記過電圧は、上
記第1のスイッチング素子SW1には実質的には印加さ
れない。したがって、D/A変換期間における出力端子
Pのオ−バ−シュ−トまたはアンダ−シュ−トにより、
もしくは出力端子Pに入力したノイズにより、ノ−ドM
5からノ−ドM9へと流出する電荷を無くすることがで
きると共にノ−ドM9からノ−ドM5へと流入する電荷
を無くすることができ、過電圧印加による演算増幅回路
OPのオフセットの発生を防止することができる。
は、演算増幅回路OPの反転入力端子と第2のスイッチ
ング素子SW2との間の配線上にノ−ドN1,N2から
なる2点を設定し、当該2点間に前記リセット動作期間
のみ開路する第9のスイッチング素子SW9を設け、第
9のスイッチング素子SW9を電界効果トランジスタに
より構成している。
SW2の動作時に第9のスイッチング素子SW9を非動
作状態とする、即ち第1及び第2のスイッチング素子S
W1,SW2がオン状態にあるときに第9のスイッチン
グ素子SW9がオフ状態となるように制御することによ
り、第1及び第2のスイッチング素子SW1,SW2の
ドレイン領域及びチャネル領域に存在する微小電荷の変
動をキャンセルすることができる。従って、該微小電荷
による演算増幅回路OPの出力電圧の変動を防止するこ
とができる。
は、図7のディジタル/アナログ変換回路の変換手段2
5に対し、第1および第7のスイッチング素子SW1,
SW7間の接続点N3に一端が接続されたキャパシタC
0を設け、該キャパシタC0の他端には一定電圧を供給
しており、該一定電圧を基準電圧Vaとして変換手段2
6を構成している。なお、図7と図8では、同一構成部
分には同一符号を付している。キャパシタC0をノ−ド
N3と基準電圧Vaが印加されている端子との間に接続
することにより、例え第7のスイッチング素子SW7を
介してノ−ドN3から電荷が漏れたとしてもキャパシタ
C0からノ−ドN3に電荷を供給することができるの
で、ノ−ドN3の電位が第1ののスイッチング素子SW
1がサブシュレッショルド動作を起こす電位にはなら
ず、第1のスイッチング素子SW1の漏れ電流を防止す
ることができる。
は、図8のディジタル/アナログ変換回路の変換手段2
6に対し、第8のスイッチング素子SW8と出力端子P
との間に保護回路30を設けることで、変換手段27を
構成している。なお、図8と図9では同一構成部分には
同一符号を付している。保護回路30は、出力端子Pに
入力されたノイズを、このディジタル/アナログ変換回
路が形成されているIC(Integrated Circuit)の高電
位側の許容電圧VDD又は低電位側の許容電圧VSSにクラ
ンプして内部の回路たとえば演算増幅回路OPを保護す
る。このように保護回路30を設けた場合にも、本発明
のディジタル/アナログ変換回路は、ノイズまたはオ−
バ−シュ−トもしくはアンダ−シュ−トによる演算増幅
回路OPのオフセットの発生を防止することができる。
は、スイッチ制御手段16と変換手段28とを備える。
スイッチ制御手段16は、図7のディジタル/アナログ
変換回路のスイッチ制御手段15に対し、スイッチング
素子SW0の制御信号を供給する手段を設けた構成とし
ている。たとえば、第7のスイッチング素子SW7の制
御信号を反転した信号をスイッチング素子SW0の制御
信号として供給する。変換手段28は、図7のディジタ
ル/アナログ変換回路の変換手段25に対し、第7のス
イッチング素子SW7が開路状態の時にのみ第1および
第7のスイッチング素子SW1,SW7間の接続点N3
に対して一定電圧を供給する切換手段を設けた構成であ
る。なお、図7と図10で、同一構成部分には同一符号
を付している。前記一定電圧は基準電圧Vaであり、前
記切換手段はスイッチング素子SW0であり、第7のス
イッチング素子SW7が開路状態の時にのみスイッチン
グ素子SW0は閉路状態となる。また、前記一定電圧は
基準電圧Va以外の電圧でもよい。したがって、D/A
変換期間においてフロ−ティングノ−ドN3を一定電圧
に保つことができ、第1のスイッチング素子SW1の漏
れ電流を防止して、演算増幅回路OPのオフセットの発
生を防止することができる。
は、図10のディジタル/アナログ変換回路の変換手段
28に対し、第8のスイッチング素子SW8と出力端子
Pとの間に保護回路30を設けることで、変換手段29
を構成している。なお、図10と図11では同一構成部
分には同一符号を付している。保護回路30は、出力端
子Pに入力されたノイズを、このディジタル/アナログ
変換回路が形成されているICの高電位側の許容電圧V
DD又は低電位側の許容電圧VSSにクランプして内部の回
路たとえば演算増幅回路OPを保護する。このように保
護回路30を設けた場合にも、本発明のディジタル/ア
ナログ変換回路はノイズまたはオ−バ−シュ−トもしく
はアンダ−シュ−トによる演算増幅回路OPのオフセッ
トの発生を防止することができる。
変換回路の具体的な回路図である。図12のディジタル
/アナログ変換回路の変換手段28では、第5のスイッ
チング素子SW51〜SW5n、第3のスイッチング素
子SW3、および、第8のスイッチング素子SW8は、
Pチャネル型電界効果トランジスタとNチャネル型電界
効果トランジスタとを組み合わせて構成している。すな
わち、Pチャネル型電界効果トランジスタのソ−スとN
チャネル型電界効果トランジスタのドレインとを接続
し、Pチャネル型電界効果トランジスタのドレインとN
チャネル型電界効果トランジスタのソースとを接続し、
Pチャネル型電界効果トランジスタのゲ−トにはNチャ
ネル型電界効果トランジスタのゲ−トに供給される制御
信号を反転した信号を供給する。
御信号OEを出力する。端子O2からは制御信号OEを
反転した信号を出力する。端子F1からは制御信号FB
Cを出力する。端子F2からは制御信号FBCを反転し
た信号を出力する。端子R1からは制御信号RSTを出
力する。端子R2からは制御信号RSTを反転した信号
を出力する。
スイッチング素子SW3,SW51〜SW5n,SW8
のNチャネル型電界効果トランジスタのゲ−トに供給さ
れる。制御信号OEを反転した信号は、第3、第5およ
び第8のスイッチング素子SW3,SW51〜SW5
n,SW8のPチャネル型電界効果トランジスタのゲ−
トに供給されると共に、第4のスイッチング素子SW4
のNチャネル型電界効果トランジスタのゲ−トに供給さ
れる。
子SW61〜SW6nのNチャネル型電界効果トランジ
スタのゲ−トに供給されると共に、第7のスイッチング
素子SW7のNチャネル型電界効果トランジスタのゲ−
トに供給される。制御信号FBCを反転した信号は、ス
イッチング素子SW0のNチャネル型電界効果トランジ
スタのゲ−トに供給される。
子SW1のNチャネル型電界効果トランジスタのゲ−ト
に供給されると共に、第2のスイッチング素子SW2の
Nチャネル型電界効果トランジスタのゲ−トに供給され
る。制御信号RSTを反転した信号は、第9のスイッチ
ング素子SW9のNチャネル型電界効果トランジスタの
ゲ−トに供給される。
変換回路の動作を説明するタイムチャ−トである。時刻
t1までは、ディジタル/アナログ変換回路がディジタ
ル信号をアナログ信号に変換するD/A変換期間であ
る。時刻t1〜t3は、リセット開始期間である。時刻
t3〜t4は、リセット動作期間である。時刻t4〜t
6は、リセット終了期間である。時刻t6以降は、D/
A変換期間である。
ト終了期間の終了時t6まではLレベルの制御信号OE
が出力され、他の時間ではHレベルの制御信号OEが出
力される。リセット開始期間内の所定時t2からリセッ
ト終了期間内の所定時t5まではHレベルの制御信号F
BCが出力され、他の時間ではLレベルの制御信号FB
Cが出力される。リセット開始期間の終了時t3からリ
セット終了期間の開始時t4までのリセット動作期間は
Hレベルの制御信号RSTが出力され、他の時間ではL
レベルの制御信号RSTが出力される。
は、第3、第5および第8のスイッチング素子SW3,
SW51〜SW5n,SW8を開路状態にする制御信号
X1と第4のスイッチング素子SW4を閉路状態にする
制御信号X2とをリセット開始期間の開始時t1からリ
セット終了期間の終了時t6まで出力する。制御信号X
1は、制御信号OEとこれの反転信号である。制御信号
X2は、制御信号OEの反転信号である。
び第7のスイッチング素子SW61〜SW6n,SW7
を閉路状態にする制御信号FBCをリセット開始期間内
の所定時t2からリセット終了期間内の所定時t5まで
出力する。
び第2のスイッチング素子SW1,SW2を閉路状態に
する制御信号RSTをリセット開始期間の終了時t3か
らリセット終了期間の開始時t4までのリセット動作期
間に出力する。
SW1を開路状態にしてから第7のスイッチング素子S
W7を開路状態にすることで、キャパシタ・アレイ型デ
ィジタル/アナログ変換回路のリセット動作を確実に行
うことができる利点がある。
刻t7にアンダ−シュ−トUSが出力端子Pの電位Vp
に生じると、または時刻t8にノイズNSが出力端子P
に入力して一時的に電位Vpが降下すると、ノ−ドM4
に蓄積されている電荷量QM4は、従来のディジタル/ア
ナログ変換回路では点線QUSのようになって変化して
いたが、本実施形態のディジタル/アナログ変換回路で
は上述のような変化を防止することができる。
よれば、その出力端子に生じたアンダ−シュ−トもしく
はオ−バ−シュ−トまたは出力端子に入力したノイズに
よるオフセットを防止することができる。アンダ−シュ
−トまたはオ−バ−シュ−トが長時間発生してもオフセ
ットを防止することができ、ディジタル/アナログ変換
の精度を向上することができる。従来のディジタル/ア
ナログ変換回路では、ノイズまたはアンダ−シュ−トも
しくはオ−バ−シュ−トによる影響を小さくするには、
ディジタル/アナログ変換回路内のキャパシタのキャパ
シタンスを大きくする必要があるが、本発明ではキャパ
シタンスを大きくすることなくオフセットを防止するこ
とができる。
は、たとえば液晶表示装置の表示画面の階調を調整する
回路に用いてもよい。ディジタル/アナログ変換回路の
出力端子が複数隣接して配置されている場合に、出力端
子間のクロスト−クノイズが生じても、本発明によれば
オフセットを防止することができ、ディジタル/アナロ
グ変換の精度を向上することができ、正確な階調で液晶
表示を行うことができる。
チング素子は、Nチャネル型電界効果トランジスタで構
成してもよく、Pチャネル型電界効果トランジスタで構
成してもよい。本実施形態のディジタル/アナログ変換
回路において、Nチャネル型電界効果トランジスタをP
チャネル型電界効果トランジスタに置き換える場合は、
Nチャネル型電界効果トランジスタの制御信号を反転し
た信号を、置き換えられたPチャネル型電界効果トラン
ジスタに供給するとよい。なお、上記実施形態は本発明
の一例であり、本発明は上記実施形態に限定されない。
形成されたキャパシタ・アレイ型ディジタル/アナログ
変換回路において、その出力端子のアンダ−シュ−トま
たはオ−バ−シュ−トによる演算増幅回路のオフセット
の発生を防止することができ、ディジタル/アナログ変
換を高い精度で行うことができる。
である。
タル/アナログ変換期間における回路図である。
ト動作期間における回路図である。
である。
果トランジスタの動作特性を測定する時の回路図であ
る。
を例示する特性図である。
グ変換回路の回路図である。
グ変換回路の回路図である。
グ変換回路の回路図である。
ログ変換回路の回路図である。
ログ変換回路の回路図である。
細に示した回路図である。
作を説明するタイムチャ−トである。
5,26,27,28,29…変換手段、51,52,
53…二酸化硅素(SiO2 )、54…金属膜、55,
56…n型領域、57…p型領域、Cf…不帰還用のキ
ャパシタ、Cs1〜Csn,C0…キャパシタ、D1〜
Dn…ディジタル信号、DE1,DE2…ダイオ−ド、
I…ドレイン電流、NF…Nチャネル型電界効果トラン
ジスタ、OP…演算増幅回路、P…パッド、PF…Pチ
ャネル型電界効果トランジスタ、SW0…スイッチング
素子、SW1…第1のスイッチング素子、SW2…第2
のスイッチング素子、SW3…第3のスイッチング素
子、SW4…第4のスイッチング素子、SW51〜SW
5n…第5のスイッチング素子、SW61〜SW6n…
第6のスイッチング素子、SW7…第7のスイッチング
素子、SW8…第8のスイッチング素子、SW9…第9
のスイッチング素子、T1〜Tn…入力端子、Va…基
準電圧、QM4…ノ−ドM4に蓄積されている電荷量、V
o…アナログ信号、Vp…パッドPの電位。
Claims (6)
- 【請求項1】基準電圧が供給される基準電圧端子と、 前記基準電圧が非反転入力端子に供給される演算増幅回
路と、 前記演算増幅回路の出力端子と反転入力端子との間に、
該出力端子から該反転入力端子に向かって直列に設けら
れた第7のスイッチング素子および第1のスイッチング
素子と、 前記反転入力端子と前記基準電圧端子との間に設けられ
た第2のスイッチング素子と、 前記演算増幅回路の出力端子と反転入力端子との間に、
該出力端子から該反転入力端子に向かって直列に設けら
れた第3のスイッチング素子および負帰還用のキャパシ
タと、 前記負帰還用のキャパシタと前記第3のスイッチング素
子との接続点と前記基準電圧端子との間に設けられた第
4のスイッチング素子と、 前記反転入力端子に一端が接続されており、所定の関係
で規定されるキャパシタンスを有する複数のキャパシタ
と、 ディジタル信号を入力する複数の入力端子と該複数の入
力端子に対応する前記複数のキャパシタの他端との間に
設けられた複数の第5のスイッチング素子と、 前記複数のキャパシタのそれぞれの他端と前記基準電圧
端子との間に設けられた複数の第6のスイッチング素子
と、 前記演算増幅回路の出力端子とディジタル/アナログ変
換回路の出力端子との間に設けられた第8のスイッチン
グ素子と、 前記第3、第5および第8のスイッチング素子を開路状
態にする制御信号と第4のスイッチング素子を閉路状態
にする制御信号とをリセット開始期間の開始時からリセ
ット終了期間の終了時まで出力し、前記第6および第7
のスイッチング素子を閉路状態にする制御信号をリセッ
ト開始期間内の所定時からリセット終了期間内の所定時
まで出力し、前記第1および第2のスイッチング素子を
閉路状態にする制御信号をリセット開始期間の終了時か
らリセット終了期間の開始時までのリセット動作期間に
出力するスイッチ制御手段とを有する、半導体デバイス
として形成されたディジタル/アナログ変換回路。 - 【請求項2】前記第7のスイッチング素子が開路状態の
時にのみ前記第1および第7のスイッチング素子間の接
続点に対して一定電圧を供給する切換手段を設けた請求
項1記載のディジタル/アナログ変換回路。 - 【請求項3】前記第1および第7のスイッチング素子間
の接続点に一端が接続されたキャパシタを設け、該キャ
パシタの他端には一定電圧が供給されている請求項1記
載のディジタル/アナログ変換回路。 - 【請求項4】前記第1〜第8のスイッチング素子は、各
々電界効果トランジスタからなる請求項1記載のディジ
タル/アナログ変換回路。 - 【請求項5】前記演算増幅回路の反転入力端子と前記第
2のスイッチング素子との間の配線上に2点を設定し、
前記リセット動作期間にのみ開路する第9のスイッチン
グ素子を前記2点間に設け、該第9のスイッチング素子
を電界効果トランジスタにより構成した請求項1、2、
3又は4記載のディジタル/アナログ変換回路。 - 【請求項6】前記ディジタル信号は、最上位ビットから
最下位ビットまでのビットに対応するディジタル信号
と、アナログ信号電圧の絶対値の最小値を調整する調整
用ディジタル信号とにより構成されており、 前記最上位ビットから最下位ビットまでの所定ビットに
対応するディジタル信号が供給されるキャパシタのキャ
パシタンスは、前記所定ビットの一つ下位のビットに対
応するディジタル信号が供給されるキャパシタのキャパ
シタンスの2倍であり、 前記最下位ビットに対応するディジタル信号が供給され
るキャパシタのキャパシタンスと、前記調整用ディジタ
ル信号が供給されるキャパシタのキャパシタンスは等し
い請求項1、2、3、4又は5記載のディジタル/アナ
ログ変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10159998A JP3897900B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | ディジタル/アナログ変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10159998A JP3897900B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | ディジタル/アナログ変換回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11298329A true JPH11298329A (ja) | 1999-10-29 |
JP3897900B2 JP3897900B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=14304863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10159998A Expired - Fee Related JP3897900B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | ディジタル/アナログ変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3897900B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100673483B1 (ko) | 2004-11-25 | 2007-01-24 | 한국전자통신연구원 | 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환기 및 이를 이용하는다중 경로 파이프 라인 아날로그-디지털 변환기 |
US7551113B2 (en) | 2007-03-27 | 2009-06-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cyclic digital to analog converter in pipeline structure |
US7583217B2 (en) | 2007-01-22 | 2009-09-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Switched capacitor type D/A converter, and drive circuit for liquid crystal display |
JP2012212046A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 液晶駆動用のソースドライバのオフセット低減出力回路 |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP10159998A patent/JP3897900B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100673483B1 (ko) | 2004-11-25 | 2007-01-24 | 한국전자통신연구원 | 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환기 및 이를 이용하는다중 경로 파이프 라인 아날로그-디지털 변환기 |
US7583217B2 (en) | 2007-01-22 | 2009-09-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Switched capacitor type D/A converter, and drive circuit for liquid crystal display |
US7551113B2 (en) | 2007-03-27 | 2009-06-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cyclic digital to analog converter in pipeline structure |
JP2012212046A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 液晶駆動用のソースドライバのオフセット低減出力回路 |
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---|---|
JP3897900B2 (ja) | 2007-03-28 |
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