JPH1188177A - デジタル/アナログ変換器 - Google Patents

デジタル/アナログ変換器

Info

Publication number
JPH1188177A
JPH1188177A JP9257731A JP25773197A JPH1188177A JP H1188177 A JPH1188177 A JP H1188177A JP 9257731 A JP9257731 A JP 9257731A JP 25773197 A JP25773197 A JP 25773197A JP H1188177 A JPH1188177 A JP H1188177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
input
analog converter
current
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9257731A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Iida
淳 飯田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP9257731A priority Critical patent/JPH1188177A/ja
Priority to US09/102,539 priority patent/US6008747A/en
Publication of JPH1188177A publication Critical patent/JPH1188177A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0617Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
    • H03M1/0634Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale
    • H03M1/0643Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the spatial domain
    • H03M1/0648Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the spatial domain by arranging the quantisation value generators in a non-sequential pattern layout, e.g. symmetrical
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル/アナログ変換の特性を良くす
る。 【解決手段】複数のカレントミラー(Tr0+Tr1,
Tr0+Tr2,…)とその選択手段31とを有したD
/A変換器において、カレントミラーの入力側トランジ
スタTr0が中央に配置され、電源ライン1への給電が
端部から行われ、選択手段31が左右のものを交互に選
択していく。直線性が良くなり、理想状態からの乖離も
少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数のカレント
ミラーとその選択手段とを含む電流セル型のデジタル/
アナログ変換器に関し、詳しくは、カレントミラーへの
給電等を担う導電線の寄生抵抗の影響を考慮したデジタ
ル/アナログ変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、6個のカレントミラーを持った
電流セル型のデジタル/アナログ変換器を示したが、同
図(a)はその回路図であり、(b)は横軸にデジタル
入力Dを採り縦軸にアナログ出力Aを採ったグラフであ
る。なお、同図(c)はビット数を増やした一般的な特
性図である。
【0003】このデジタル/アナログ変換器は、6対の
トランジスタTr0+Tr1,Tr0+Tr2,〜,T
r0+Tr6(複数のカレントミラー)と、デジタル入
力Dをデコードしてそれぞれのカレントミラーへの選択
信号を生成し出力するデコーダ3(選択手段)とを有
し、選択信号にて選択されたトランジスタTr1〜Tr
6についての総出力電流をアナログ出力Aとすること
で、デジタル入力Dに応じたアナログ出力Aを生成する
に際してデジタル入力Dに応じて複数のカレントミラー
それぞれの出力電流i1〜i6を選択的にアナログ出力
Aに反映させるのである。
【0004】詳述すると、トランジスタTr0は、カレ
ントミラーの入力側トランジスタとなるMOSトランジ
スタであり、ドレインが電源ライン1に接続され、ソー
スが基準電流i0の定電流源2に接続され、ゲートが各
トランジスタTr1〜Tr6のゲートに接続されてい
る。このようなトランジスタTr0は、基準の定電流を
流す入力側トランジスタとなっている。
【0005】トランジスタTr1は、カレントミラーの
出力側トランジスタとなるMOSトランジスタであり、
ドレインが電源ライン1に接続され、ミラー電流i1の
流れるソースがスイッチSW1を介してアナログ出力A
のラインに接続されている。トランジスタTr2も、カ
レントミラーの出力側トランジスタとなるMOSトラン
ジスタであり、ドレインが電源ライン1に接続され、ミ
ラー電流i1の流れるソースがスイッチSW2を介して
アナログ出力Aのラインに接続されている。他のトラン
ジスタTr3〜Tr6も、ミラー電流i1の流れるソー
スに介挿されたスイッチSW3〜SW6が個別のもので
ある以外、同様である。
【0006】このようなトランジスタTr1〜Tr6
は、入力側トランジスタを共通にする複数の出力側トラ
ンジスタとなっている。そして、これらのトランジスタ
対Tr0+Tr1,〜,Tr0+Tr6は一部が重複し
た複数のカレントミラーとなっており、それぞれの出力
電流i1〜i6は、各スイッチSW1〜SW6の切換状
態が導通状態になっているか遮断状態になっているかに
応じてアナログ出力Aに含まれたり含まれなかったりす
るようになっている。
【0007】デコーダ3は、カレントミラーへの選択信
号すなわち各スイッチSW1〜SW6の切換状態を制御
するに際し、デジタル入力Dに対応した個数のスイッチ
を単純な手順で導通させるものである。具体的には、デ
ジタル入力Dの値が“0”から“1”,“2”,
“3”,“4”,“5”,“6”と増加したとき、各時
点で順次、スイッチSW1,スイッチSW2,スイッチ
SW3,スイッチSW4,スイッチSW5,スイッチS
W6を遮断状態から導通状態へ切り換えていく。デジタ
ル入力Dの値が減少したときには逆順で遮断させるので
ある。このようなデコーダ3は、デジタル入力Dの漸増
又は漸減に応じて入力側トランジスタTr0の近くのも
のから順に選択していくものとなっている(SW1→S
W2→SW3→SW4→SW5→SW6)。
【0008】このようなデジタル/アナログ変換器は、
各カレントミラーが理想的に動作すれば、各電流i1〜
i6が総て等しくなって、デジタル入力Dの値“0”,
“1”〜“6”に対するアナログ出力Aの電流値「i
1」,「i1+i2」〜「i1+i2+i3+i4+i
5+i6」は段差の揃った階段状のものとなる(図6
(b)の二点鎖線グラフ参照)。そして、デジタル入力
Dのビット数の多さに合わせてカレントミラーの数を増
やしただけの同様のデジタル/アナログ変換器について
は、右上に伸びた一直線状のものとなる(図6(c)の
二点鎖線グラフ参照)。
【0009】ところが、電源ライン1には寄生抵抗が存
在するうえ、これには可成り大きな電流が流れることか
ら、電源ライン1の抵抗値を無視可能なまで十分に下げ
ることの出来ないような状況では、デジタル/アナログ
変換器の変換特性が理想状態から乖離して来る。このよ
うな電源ライン1は、電源電圧Vddの印加端子(給電
点)からトランジスタTr0への導電線と、この導電線
の途中から分岐したトランジスタTr1への導電線と、
この導電線の途中から分岐したトランジスタTr2への
導電線と、同様にして順に直前の導電線の途中から分岐
したトランジスタTr3〜Tr6への導電線とを含むも
のである。
【0010】この場合、各導電線に分布して配線抵抗R
a〜Rf,R0〜R6等が寄生するので、その影響によ
って各電流値i1〜i6はi1>i2>i3>i4>i
5>i6>i7と順次低下してしまいがちとなる。この
ため、このようなデジタル/アナログ変換器では、デジ
タル入力Dに応じたアナログ出力Aは段差の不揃いなも
のとなる(図6(b)の実線グラフ参照)。そして、デ
ジタル入力Dのビット数の多い一般的な特性について
は、値の大きな右上に行くほど理想状態から下へ離れた
曲線状のものとなる(図6(c)の実線グラフ参照)。
【0011】なお、このような導電線の寄生抵抗による
悪影響に対処するものとして、特開平7−154260
号公報記載のものが知られている。これは、各カレント
ミラーの出力電流を揃えるために、給電点および各導電
線を二重化したうえで各経路長の和が等しくなるように
レイアウトするというものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手法だけで総ての不都合が解決されるとは言い切れ
無い。給電点や各導電線の二重化が困難な場合もあるか
らである。また、例え二重化が可能であっても、それに
よる電源端子や配線領域などの増加すら好ましく無いこ
ともある。さらに、そのような経路の配線レイアウトが
面倒で設計上の負担にもなりうる。このため、導電線の
寄生抵抗による変換特性への悪影響に対処するに際し、
二重化等の従来手法の採用は回避したい。
【0013】特に、微細化・高集積化の進展が凄まじい
LSIへの実装に際しては、端子数や配線領域さらには
そのレイアウト等の設計内容に対する制約が厳しいばか
りか、設計工数に対する制約も厳しいので、慎重に対処
する必要がある。そこで、給電点等の増加を伴うこと無
くデジタル/アナログ変換器の変換特性の改善を図るこ
とが重要な課題となる。
【0014】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、変換特性の良いデジタル/ア
ナログ変換器を実現することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第1乃至第5の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
【0016】[第1の解決手段]第1の解決手段のデジ
タル/アナログ変換器は(、出願当初の請求項1に記載
の如く)、(基準の定電流を流す)入力側トランジスタ
(及びこの入力側トランジスタ)を共通にする(複数の
出力側トランジスタからなり一部重複している)複数の
カレントミラーを有してデジタル入力に応じたアナログ
出力を生成するデジタル/アナログ変換器において、
(前記複数のカレントミラーへの導電線を基準として)
前記入力側トランジスタが前記複数のカレントミラーの
(実質的な即ち前記導電線の寄生抵抗がバランスよく分
散されるような)中央に配置されていることを特徴とす
るものである。
【0017】このような第1の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器にあっては、入力側トランジスタへの導電
線のところから出力側トランジスタへの導電線に至る経
路が分断・分散されることから、各経路における導電線
の寄生抵抗について見ると抵抗値の大きかったもののう
ち可成りのものの抵抗値が小さくなるので、抵抗値の小
さめのところに多く集まった分布状態となる。
【0018】これにより、各カレントミラーの出力電流
のばらつきが少なくなり、デジタル/アナログ変換特性
のグラフにおける曲がりが減少して、その直線性が増す
こととなる。したがって、この発明によれば、変換特性
について直線性の良いデジタル/アナログ変換器を実現
することができる。
【0019】[第2の解決手段]第2の解決手段のデジ
タル/アナログ変換器は(、出願当初の請求項2に記載
の如く)、(基準の定電流を流す)入力側トランジスタ
(及びこの入力側トランジスタ)を共通にする(複数の
出力側トランジスタからなり一部重複している)複数の
カレントミラーと、デジタル入力に応じて前記複数のカ
レントミラーそれぞれの出力電流を選択的にアナログ出
力に反映させる選択手段とを有したデジタル/アナログ
変換器において、前記選択手段は、前記デジタル入力の
漸増又は漸減に応じて前記入力側トランジスタから(前
記複数のカレントミラーへの導電線の寄生抵抗を基準に
して見て)遠近のものを交互に選択していくものである
ことを特徴とする。
【0020】このような第2の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器にあっては、デジタル入力の漸増又は漸減
に応じて、単に遠くのものから近くのものへ順次選択さ
れたり、逆に近くのものから遠くのものへとやはり順次
選択されたりするので無く、入力側トランジスタから遠
近のものが交互に選択される。
【0021】一般に遠いカレントミラーの出力電流ほど
電流値が低下しがちなため単なる順次選択では電流値の
相対的に大きいものだけや小さいものだけが連続して選
択されてしまいそれらの和について見ると最初・中間・
最後で大きな差が出てしまうのであるが、これに対し、
遠近のものが交互に選択されると、選択中のカレントミ
ラーの出力電流の和は、大小が逐次相殺しあうので、差
が大きく積算されないようになる。
【0022】これにより、デジタル/アナログ変換特性
のグラフにおける最初・中間・最後の何れについて見て
も、複数の段差、特に偶数個の段差に関しては差が可成
り解消されることとなる。したがって、この発明によれ
ば、変換特性のほぼ全範囲に亘って直線性の良いデジタ
ル/アナログ変換器を実現することができる。
【0023】[第3の解決手段]第3の解決手段のデジ
タル/アナログ変換器は(、出願当初の請求項3に記載
の如く)、上記の第1の解決手段のデジタル/アナログ
変換器であって、前記複数のカレントミラー(のうちの
一部のもの望ましくは半数のもの)の出力側トランジス
タへの導電線となる分岐が(給電点から)前記入力側ト
ランジスタへの導電線上に複数設けられていることを特
徴とするものである。
【0024】このような第3の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器にあっては、前提の第1解決手段に基づい
て導電線が分散されるとともに、複数のカレントミラー
のうちその出力側トランジスタへの導電線となる分岐が
給電点から入力側トランジスタへの導電線上に設けられ
たものの出力電流についてはそうでないものと逆の傾向
が見られることから、すなわち遠いものほど電流値が増
加するという傾向が見られることから、増減する両者が
互いに相殺しあって出力電流の総和すなわちアナログ出
力の最大値は理想値に一致するか少なくとも近づくよう
になる。
【0025】これにより、導電線と共に寄生抵抗が分散
されてその影響が緩和されることに加えて、デジタル/
アナログ変換特性のグラフにおける少なくとも最初およ
び最後については、理想状態のグラフに一致又は接近さ
せ得ることとなる。したがって、この発明によれば、変
換特性について理想状態からの乖離の少ないデジタル/
アナログ変換器を実現することができる。
【0026】[第4の解決手段]第4の解決手段のデジ
タル/アナログ変換器は(、出願当初の請求項4に記載
の如く)、上記の第1,第3の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器であって、前記デジタル入力に応じて前記
複数のカレントミラーそれぞれの出力電流を選択的に前
記アナログ出力に反映させる選択手段が設けられ、しか
も、この選択手段は、前記デジタル入力の漸増又は漸減
に応じて前記入力側トランジスタの(ところから前記複
数のカレントミラーへの導電線に沿って上下あるいは左
右等の何れかの基準方向について見たときの)反対側の
ものを交互に選択していくものとなっている。
【0027】このような第4の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器にあっては、デジタル入力の漸増又は漸減
に応じて、入力側トランジスタの反対側のものが交互に
選択されると、電流理想値よりも出力電流の増加したも
のと低下したものとが交互に選択されることとなる。こ
れにより、デジタル/アナログ変換特性のグラフにおけ
る中間でもそのグラフは理想状態の直線グラフを逐次上
下してそこから大きく離れることが無い。したがって、
この発明によれば、変換特性のほぼ全範囲に亘って理想
状態からの乖離の少ないデジタル/アナログ変換器を実
現することができる。
【0028】[第5の解決手段]第5の解決手段のデジ
タル/アナログ変換器は(、出願当初の請求項5に記載
の如く)、上記の第1〜第4の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器であって、前記複数のカレントミラーへの
導電線が(全部または少なくとも一部は)網状となって
いることを特徴とするものである。
【0029】このような第5の解決手段のデジタル/ア
ナログ変換器にあっては、各カレントミラーへの給電を
担う導電線は、一の直線や曲線からなる単線状に配線さ
れて直列に分布した寄生抵抗を持つような構造に限定さ
れること無く、マトリクス状や同心円状などの網状に配
線されることにより、その全部または少なくとも一部の
寄生抵抗が並列に分布してその抵抗値が下がり、その分
だけ悪影響が緩和されるので、上述した各解決手段の作
用効果を強化することに役立つこととなる。
【0030】しかも、この場合、経路長の一致は必須と
されていないので、配線レイアウトの作業負担は比較的
軽くて済む。したがって、この発明によれば、直線性お
よび乖離度双方の観点から変換特性を一層改善すること
が容易にできる。
【0031】
【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明のデジタル/アナログ変換器についての実施形態
は、上述した解決手段のデジタル/アナログ変換器であ
って、単独で又は他の回路と共にIC(半導体集積回
路)内に設けられていることを特徴とする。この場合、
給電を担う導電線の配線パターンを多少細くしても、そ
こに寄生する不所望な分布抵抗による悪影響が従来より
少なくて済む。また、電源端子用にICの外部ピンやそ
のボンディングパッド領域を増やさなくて済む。したが
って、D/A変換の特性を維持・向上させながらICの
集積度を上げることも可能となる。
【0032】
【実施例】本発明のデジタル/アナログ変換器の第1実
施例〜第5実施例について説明する。第1実施例は、上
述の第1解決手段を具現化したものであり、第2実施例
は、第1解決手段および第2解決手段を具現化したもの
であり、第3実施例は、第1解決手段を前提とする第3
解決手段を具現化したものであり、第4実施例は、第1
解決手段を前提とする第3解決手段および第4解決手段
を具現化したものであり、第5実施例は、第1解決手段
を前提とする第5解決手段を具現化したものである。な
お、各実施例の図示に際し従来のものと同一の構成要素
には同一の符号を付して示したのでその再度の説明は割
愛して、以下、従来例との相違点を中心に述べる。
【0033】本発明のデジタル/アナログ変換器の第1
実施例について、図1(a)に示した回路図を引用し
て、その構成を説明する。このデジタル/アナログ変換
器が図6(a)の従来例と相違するのは、トランジスタ
Tr0及びこれに直接的に接続された定電流源2や電源
電圧Vddの端子からの導電線が図中の左端すなわちト
ランジスタTr1の隣からトランジスタTr3とトラン
ジスタTr4との間すなわち図中の中央に移されている
点である。これにより、このデジタル/アナログ変換器
は、入力側トランジスタが複数のカレントミラーの中央
に配置されたものとなっている。
【0034】その結果、各カレントミラーの出力側トラ
ンジスタTr1〜Tr6への電源ライン1が、共通の入
力側トランジスタTr0への導電線を境にして左右に分
けられることとなり、電源ライン1に分布して寄生する
配線抵抗Ra〜Rf,R0〜R6も左右に分散された状
態となる。そして、トランジスタTr1〜Tr6の出力
電流は、i3 i4>i2 i5>i1 i6となる。
しかも、その最大と最小との差は従来例におけるそれの
概ね半分に過ぎない。
【0035】このような構成のデジタル/アナログ変換
器について、その使用態様及び動作を、図面を引用して
説明する。図1(b)は、変換特性を示すために横軸に
デジタル入力を採り縦軸にアナログ出力を採ったグラフ
である。なお、同図(c)はビット数を増やしたときの
一般的な特性図である。
【0036】この場合、デジタル入力Dが値“0”から
値“1”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”と
変化すると、それに対するアナログ出力Aの電流値「i
1」,「i1+i2」〜「i1+i2+i3+i4+i
5+i6」は、段差の揃った階段状のもの(図1
(b),(c)の一点鎖線グラフ参照)を基準にして見
ると前半のところは低めとなるが中間で追いつき後半で
は高めとなり最後に再び一致する(同図の実線グラフ参
照)。
【0037】こうして、従来大きく離れがちであった中
間でも一致するうえ、上述したように段差の違いも半減
していることから、このデジタル/アナログ変換器の変
換特性グラフは(実線参照)、従来(破線参照)よりも
直線(一点鎖線)に近いものとなる。
【0038】本発明のデジタル/アナログ変換器の第2
実施例について、図1に対応した図2を引用して説明す
る。このデジタル/アナログ変換器が上記の第1実施例
と相違するのは、デコーダ3に代わるデコーダ30が次
のようになった点である。
【0039】すなわち、デコーダ30は、カレントミラ
ーへの選択信号を生成するに際し、すなわち各スイッチ
SW1〜SW6の切換状態を制御するときに、デジタル
入力Dの値が“0”から“1”,“2”,“3”,
“4”,“5”,“6”と増加したとき、各時点で順
次、スイッチSW6,スイッチSW3,スイッチSW
5,スイッチSW2,スイッチSW4,スイッチSW1
を遮断状態から導通状態へ切り換えていく。デジタル入
力Dの値が減少したときには逆順で遮断させる。そのよ
うに変更されている。これにより、このデジタル/アナ
ログ変換器の選択手段(30)は、デジタル入力Dの漸
増又は漸減に応じて入力側トランジスタTr0から遠近
のものを交互に選択していくものとなっている(SW6
→SW3→SW5→SW2→SW4→SW1)。
【0040】このような構成のデジタル/アナログ変換
器を作動させたときに、デジタル入力Dが値“0”から
値“1”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”と
変化すると、それに対するアナログ出力Aは(図2の実
線グラフ)、電流値「i6」,「i3+i6」,「i3
+i5+i6」,「i2+i3+i5+i6」,「i2
+i3+i4+i5+i6」,「i1+i2+i3+i
4+i5+i6」と遷移する。これは、段差の揃った階
段状のもの(図2の一点鎖線グラフ)を基準にして見る
と、上下へ交互に少しだけずれるに過ぎない。
【0041】そして、デジタル入力Dのビット数増加に
応じてカレントミラーの個数を増やすと、その一般的な
特性については、個々の段差が小さくなるに連れて、交
互の僅かなずれも微小化され、このデジタル/アナログ
変換器の変換特性グラフは(実線参照)、ほぼ直線と言
えるものになる。
【0042】本発明のデジタル/アナログ変換器の第3
実施例について、図1に対応した図3を引用して説明す
る。このデジタル/アナログ変換器が上記の第1実施例
と相違するのは、電源電圧Vddを受ける端子(給電
点)が図中の右端すなわちトランジスタTr6の隣に移
して配置された点である。デコーダ3は同じである。
【0043】これにより、このデジタル/アナログ変換
器は、複数のカレントミラーの出力側トランジスタTr
1〜Tr6への導電線となる分岐点のうち半数のもの4
0,41,42が入力側トランジスタTr0への導電線
上に設けられたものとなっている。その結果、分岐点4
0〜42に接続されたトランジスタTr4〜Tr6につ
いては、その導電線の寄生抵抗がその先のトランジスタ
Tr0への導電線の寄生抵抗よりも小さくなって、それ
らの出力電流i4〜i6が増加する。そして、nをカレ
ントミラーの理想的な増幅率としたとき、トランジスタ
Tr1〜Tr6の出力電流は、i1<i2<i3<(i
0×n)<i4<i5<i6となる。
【0044】このような構成のデジタル/アナログ変換
器を作動させたときに、デジタル入力Dが最高値“6”
になると、それに対するアナログ出力Aの電流値「i1
+i2+i3+i4+i5+i6」は(図3の実線グラ
フ参照)、電流i1〜i3の低下分と電流i4〜i6の
増加分とが相殺しあって、電流値(i0×n×6)すな
わち設計時の理想的な最大値にほぼ一致することとなる
(図2の二点鎖線グラフ参照)。この場合、中間では理
想状態のグラフより下回るが、電源電圧Vddの端子
(給電点)を逆に図中の左端すなわちトランジスタTr
1の隣に移した場合や、デコーダ3の選択順序をスイッ
チSW6→…→SW1のように逆順にした場合には、中
間で理想状態のグラフを上回るようになる(図3(c)
の点線グラフ参照)。
【0045】本発明のデジタル/アナログ変換器の第4
実施例について、図3に対応した図4を引用して説明す
る。このデジタル/アナログ変換器が上記の第3実施例
と相違するのは、デコーダ3に代わるデコーダ31が次
のようになった点である。
【0046】すなわち、デコーダ30は、各スイッチS
W1〜SW6の切換状態を制御するに際し、デジタル入
力Dの値が“0”から“1”,“2”,“3”,
“4”,“5”,“6”と増加したとき、各時点で順
次、スイッチSW1,スイッチSW6,スイッチSW
2,スイッチSW5,スイッチSW3,スイッチSW4
を遮断状態から導通状態へ切り換えていく。デジタル入
力Dの値が減少したときには逆順で遮断させるように変
更されているのである。これにより、このデジタル/ア
ナログ変換器の選択手段(31)は、デジタル入力Dの
漸増又は漸減に応じて入力側トランジスタTr0の反対
側のものを交互に選択していくものとなっている(SW
1→SW6→SW2→SW5→SW3→SW4)。
【0047】このような構成のデジタル/アナログ変換
器を作動させたときに、デジタル入力Dが値“0”から
値“1”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”と
変化すると、それに対するアナログ出力Aは(図4の実
線グラフ)、電流値「i1」,「i1+i6」,「i1
+i2+i6」,「i1+i2+i5+i6」,「i1
+i2+i3+i5+i6」,「i1+i2+i3+i
4+i5+i6」と遷移する。これは、設計時の理想状
態のもの(図4の二点鎖線グラフ)を基準にして見る
と、上下へ交互に少しだけずれるに過ぎない。
【0048】そして、デジタル入力Dのビット数増加に
応じてカレントミラーの個数を増やすと、その一般的な
特性については、個々の段差が小さくなるに連れて、交
互の僅かなずれも微小化され、このデジタル/アナログ
変換器の変換特性グラフは(実線参照)、ほぼ設計通り
の傾きを持った直線と言えるものになる。こうして、配
線領域や電源端子などを増やすこと無く、大概一回の試
行だけで、所望の特性を発揮するデジタル/アナログ変
換器を具体的に設計・実装することが可能となる。
【0049】図5に回路図を示した本発明のデジタル/
アナログ変換器の第5実施例について説明する。このデ
ジタル/アナログ変換器が上記の第4実施例と相違する
のは、各トランジスタが5行×5列のマトリクス状に配
設されるとともに電源ライン1が格子状になってそれぞ
れの間および周りを縦横に走っている点と、これに伴っ
てデコーダ31が拡張されてデコーダ32になっている
点である。なお、電源電圧Vddを受ける端子(給電
点)は図中の左上端に接続されている。これにより、こ
のデジタル/アナログ変換器は、電源端子から複数のカ
レントミラーへの導電線が網状のものとなっている。
【0050】また、カレントミラーの共通の入力側トラ
ンジスタとなるトランジスタTr0が3行3列目に配置
され、カレントミラーのそれぞれの出力側トランジスタ
となる他のトランジスタは他のところに一つずつ配置さ
れ、それぞれの導電線は電源ライン1の最も近いところ
に接続される。これにより、このデジタル/アナログ変
換器は、縦横2次元の何れの方向についても入力側トラ
ンジスタが複数のカレントミラーの中央に配置されると
ともに、複数のカレントミラーの出力側トランジスタへ
の導電線となる分岐点が給電点から入力側トランジスタ
への導電線上に複数設けられたものとなっている。
【0051】このようなデジタル/アナログ変換器にて
理想的な変換特性を発揮させるには、デコーダ32によ
る選択順序を、デジタル入力Dの漸増又は漸減に応じて
入力側トランジスタTr0の反対側のものが交互に選択
されていくようにすると良い(SW55→SW11→…
…)。その際、縦横双方に関して反対側となるのが望ま
しいが、そうするのが困難なときには少なくとも一方に
関して反対側となるようにすればよい。
【0052】なお、他の回路の配置を優先させなければ
ならない等のために電源ライン1の配線パターンを規則
的に配置するのが困難な場合には、幾何的な形状や距離
だけに基づいて選択順序を決めるのでなく、給電点から
各トランジスタまでの導電線についての実効的な抵抗値
の大小を加味して決定すると良い。
【0053】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第1の解決手段のデジタル/アナログ変換器にあって
は、導電線を分散させてカレントミラーの出力電流のば
らつきが少なくなるようにしたことにより、変換特性に
ついて直線性の良いデジタル/アナログ変換器を実現す
ることができたという有利な効果が有る。
【0054】また、本発明の第2の解決手段のデジタル
/アナログ変換器にあっては、遠近のものを交互に選択
してカレントミラーの出力電流の大小の差が大きく積算
されないようにしたことにより、変換特性のほぼ全範囲
に亘って直線性の良いデジタル/アナログ変換器を実現
することができたという有利な効果を奏する。
【0055】さらに、本発明の第3の解決手段のデジタ
ル/アナログ変換器にあっては、導電線の分散に加え
て、各カレントミラー共通の入力側トランジスタから給
電点を離してその間のカレントミラーの出力電流が増加
するようにしたことにより、増減する出力電流が相殺し
あい、その結果、変換特性について理想状態からの乖離
の少ないデジタル/アナログ変換器を実現することがで
きたという有利な効果が有る。
【0056】また、本発明の第4の解決手段のデジタル
/アナログ変換器にあっては、反対側のものを交互に選
択してカレントミラーの出力電流の不所望な増減が逐次
相殺されるようにしたことにより、変換特性のほぼ全範
囲に亘って理想状態からの乖離の少ないデジタル/アナ
ログ変換器を実現することができたという有利な効果を
奏する。
【0057】また、本発明の第5の解決手段のデジタル
/アナログ変換器にあっては、配線レイアウト上の制約
をあまり受けることなく寄生抵抗を低減して上述の各解
決手段の作用効果を強化するようにしたことにより、回
路設計等に際して直線性および乖離度双方の観点から変
換特性を一層改善することが容易にできるようになった
という有利な効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のデジタル/アナログ変換器の第1実
施例について、(a)が回路図であり、(b)が横軸に
デジタル入力を採り縦軸にアナログ出力を採ったグラフ
であり、(c)がビット数を増やした一般的な特性図で
ある。
【図2】 本発明の第2実施例について、同様の図であ
る。
【図3】 本発明の第3実施例について、同様の図であ
る。
【図4】 本発明の第4実施例について、同様の図であ
る。
【図5】 本発明の第5実施例について、その回路図で
ある。
【図6】 従来のデジタル/アナログ変換器の回路図等
である。
【符号の説明】
1 電源ライン1(給電ライン、導電線) 2 定電流源 3 デコーダ(選択手段) Ra〜Rf 抵抗(配線抵抗、分布抵抗、寄生抵
抗) R0,R1〜R6 抵抗(配線抵抗、分布抵抗、寄生抵
抗) Tr0 トランジスタ(カレントミラーの入
力側) Tr1〜Tr6 トランジスタ(カレントミラーの出
力側) SW1〜SW6 スイッチ(切換手段、開閉手段) 30、31、32 デコーダ(選択手段) 40〜42 分岐点(導電線の分岐)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年5月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】トランジスタTr1は、カレントミラーの
出力側トランジスタとなるMOSトランジスタであり、
ドレインが電源ライン1に接続され、ミラー電流i1の
流れるソースがスイッチSW1を介してアナログ出力A
のラインに接続されている。トランジスタTr2も、カ
レントミラーの出力側トランジスタとなるMOSトラン
ジスタであり、ドレインが電源ライン1に接続され、
ラー電流i2の流れるソースがスイッチSW2を介して
アナログ出力Aのラインに接続されている。他のトラン
ジスタTr3〜Tr6も、ミラー電流i2の流れるソー
スに介挿されたスイッチSW3〜SW6が個別のもので
ある以外、同様である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】デコーダ3は、カレントミラーへの選択信
号すなわち各スイッチSW1〜SW6の切換状態を制御
するに際し、デジタル入力Dに対応した個数のスイッチ
を単純な手順で導通させるものである。具体的には、デ
ジタル入力Dの値が“0”から“1”,“2”,
“3”,“4”,“5”,“6”と増加したとき、各時
点で順次、スイッチSW1,スイッチSW2,スイッチ
SW3,スイッチSW4,スイッチSW5,スイッチS
W6を遮断状態から導通状態へ切り換えていく。デジタ
ル入力Dの値が減少したときには逆順で遮断させるので
ある。このようなデコーダ3は、デジタル入力Dの漸増
又は漸減に応じて入力側トランジスタTr0の近くのも
のから順に選択していくものとなっている(図6では漸
増に対応するSW1→SW2→SW3→SW4→SW5
→SW6のみを示した)。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】この場合、各導電線に分布して配線抵抗R
a〜Rf,R0〜R6等が寄生するので、その影響によ
って各電流値i1〜i6はi1>i2>i3>i4>i
5>i6と順次低下してしまいがちとなる。このため、
このようなデジタル/アナログ変換器では、デジタル入
力Dに応じたアナログ出力Aは段差の不揃いなものとな
る(図6(b)の実線グラフ参照)。そして、デジタル
入力Dのビット数の多い一般的な特性については、値の
大きな右上に行くほど理想状態から下へ離れた曲線状の
ものとなる(図6(c)の実線グラフ参照)。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】その結果、各カレントミラーの出力側トラ
ンジスタTr1〜Tr6への電源ライン1が、共通の入
力側トランジスタTr0への導電線を境にして左右に分
けられることとなり、電源ライン1に分布して寄生する
配線抵抗Ra〜Rf,R0〜R6も左右に分散された状
態となる。そして、トランジスタTr1〜Tr6の出力
電流は、i3≒i4>i2≒i5>i1≒i6となる。
しかも、その最大と最小との差は従来例におけるそれの
概ね半分に過ぎない。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】こうして、従来大きく離れがちであった中
間でも一致するうえ、上述したように段差の違いも半減
していることから、このデジタル/アナログ変換器の変
換特性グラフは(実線参照)、従来(破線参照)よりも
直線(一点鎖線)に近いものとなる。なお、図1
(b),(c)における二点鎖線グラフは、図6のそれ
と同じであり、理想状態の特性を示すものである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】すなわち、デコーダ30は、カレントミラ
ーへの選択信号を生成するに際し、すなわち各スイッチ
SW1〜SW6の切換状態を制御するときに、デジタル
入力Dの値が“0”から“1”,“2”,“3”,
“4”,“5”,“6”と増加したとき、各時点で順
次、スイッチSW6,スイッチSW3,スイッチSW
5,スイッチSW2,スイッチSW4,スイッチSW1
を遮断状態から導通状態へ切り換えていく。デジタル入
力Dの値が減少したときには逆順で遮断させる。そのよ
うに変更されている。これにより、このデジタル/アナ
ログ変換器の選択手段(30)は、デジタル入力Dの漸
増又は漸減に応じて入力側トランジスタTr0から遠近
のものを交互に選択していくものとなっている(図2で
は漸増に対応するSW6→SW3→SW5→SW2→S
W4→SW1のみを示した)
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】そして、デジタル入力Dのビット数増加に
応じてカレントミラーの個数を増やすと、その一般的な
特性については、個々の段差が小さくなるに連れて、交
互の僅かなずれも微小化され、このデジタル/アナログ
変換器の変換特性グラフは(実線参照)、ほぼ直線と言
えるものになる。なお、図2(b),(c)における二
点鎖線グラフは、図6及び図1のそれと同じであり、理
想状態の特性を示すものである。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】このような構成のデジタル/アナログ変換
器を作動させたときに、デジタル入力Dが最高値“6”
になると、それに対するアナログ出力Aの電流値「i1
+i2+i3+i4+i5+i6」は(図3の実線グラ
フ参照)、電流i1〜i3の低下分と電流i4〜i6の
増加分とが相殺しあって、電流値(i0×n×6)すな
わち設計時の理想的な最大値にほぼ一致することとなる
図3の二点鎖線グラフ参照)。この場合、中間では理
想状態のグラフより下回るが、電源電圧Vddの端子
(給電点)を逆に図中の左端すなわちトランジスタTr
1の隣に移した場合や、デコーダ3の選択順序をスイッ
チSW6→…→SW1のように逆順にした場合には、中
間で理想状態のグラフを上回るようになる(図3(c)
の点線グラフ参照)。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0046
【補正方法】変更
【補正内容】
【0046】すなわち、デコーダ31は、各スイッチS
W1〜SW6の切換状態を制御するに際し、デジタル入
力Dの値が“0”から“1”,“2”,“3”,
“4”,“5”,“6”と増加したとき、各時点で順
次、スイッチSW1,スイッチSW6,スイッチSW
2,スイッチSW5,スイッチSW3,スイッチSW4
を遮断状態から導通状態へ切り換えていく。デジタル入
力Dの値が減少したときには逆順で遮断させるように変
更されているのである。これにより、このデジタル/ア
ナログ変換器の選択手段(31)は、デジタル入力Dの
漸増又は漸減に応じて入力側トランジスタTr0の反対
側のものを交互に選択していくものとなっている(図4
では漸増に対応するSW1→SW6→SW2→SW5→
SW3→SW4のみを示した)
【手続補正書】
【提出日】平成10年6月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力側トランジスタを共通にする複数のカ
    レントミラーを有してデジタル入力に応じたアナログ出
    力を生成するデジタル/アナログ変換器において、前記
    入力側トランジスタが前記複数のカレントミラーの中央
    に配置されていることを特徴とするデジタル/アナログ
    変換器。
  2. 【請求項2】入力側トランジスタを共通にする複数のカ
    レントミラーと、デジタル入力に応じて前記複数のカレ
    ントミラーそれぞれの出力電流を選択的にアナログ出力
    に反映させる選択手段とを有したデジタル/アナログ変
    換器において、前記選択手段は、前記デジタル入力の漸
    増又は漸減に応じて前記入力側トランジスタから遠近の
    ものを交互に選択していくものであることを特徴とする
    デジタル/アナログ変換器。
  3. 【請求項3】前記複数のカレントミラーの出力側トラン
    ジスタへの導電線となる分岐が前記入力側トランジスタ
    への導電線上に複数設けられていることを特徴とする請
    求項1記載のデジタル/アナログ変換器。
  4. 【請求項4】前記デジタル入力に応じて前記複数のカレ
    ントミラーそれぞれの出力電流を選択的に前記アナログ
    出力に反映させる選択手段であって、前記デジタル入力
    の漸増又は漸減に応じて前記入力側トランジスタの反対
    側のものを交互に選択していく手段を備えたことを特徴
    とする請求項1又は請求項3の何れかに記載されたデジ
    タル/アナログ変換器。
  5. 【請求項5】前記複数のカレントミラーへの導電線が網
    状となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項4
    の何れかに記載されたデジタル/アナログ変換器。
JP9257731A 1997-09-05 1997-09-05 デジタル/アナログ変換器 Pending JPH1188177A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9257731A JPH1188177A (ja) 1997-09-05 1997-09-05 デジタル/アナログ変換器
US09/102,539 US6008747A (en) 1997-09-05 1998-06-22 Digital-to-analog converter with current source centrally located between a plurality of current mirrors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9257731A JPH1188177A (ja) 1997-09-05 1997-09-05 デジタル/アナログ変換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1188177A true JPH1188177A (ja) 1999-03-30

Family

ID=17310322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9257731A Pending JPH1188177A (ja) 1997-09-05 1997-09-05 デジタル/アナログ変換器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6008747A (ja)
JP (1) JPH1188177A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002374168A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Mitsubishi Electric Corp フォールディング型a/d変換器
CN100367673C (zh) * 2005-01-14 2008-02-06 友达光电股份有限公司 发光二极管显示面板及其数字/模拟转换器
JP2011512091A (ja) * 2008-02-08 2011-04-14 ウードゥヴェ セミコンダクターズ 並列に給電される多数の同一基本回路を含む集積回路
JP2020004136A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 株式会社リコー 半導体集積回路および電源供給装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11195756A (ja) * 1998-01-07 1999-07-21 Oki Electric Ind Co Ltd 電源回路
JP3494366B2 (ja) 2000-08-04 2004-02-09 松下電器産業株式会社 Da変換器
US7042378B2 (en) * 2002-01-30 2006-05-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Circuit with a digital to analog converter
US6741195B1 (en) 2002-12-11 2004-05-25 Micron Technology, Inc. Low glitch current steering digital to analog converter and method
DE10258763B3 (de) * 2002-12-16 2004-07-29 Infineon Technologies Ag Vorrichtung zum Erzeugen eines analogen Ausgangssignals aus einem digitalen Eingangssignal
US8981982B2 (en) * 2013-04-05 2015-03-17 Maxlinear, Inc. Multi-zone data converters
CN105448963B (zh) * 2015-12-04 2019-06-04 上海兆芯集成电路有限公司 晶体管以及电流源装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2597712B2 (ja) * 1989-05-22 1997-04-09 株式会社東芝 ディジタル・アナログ変換器
TW236047B (ja) * 1992-12-21 1994-12-11 Philips Electronics Nv
US5446457A (en) * 1994-02-16 1995-08-29 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Current-summing digital-to-analog converter with binarily weighted current sources
US5703586A (en) * 1995-12-07 1997-12-30 Analog Devices, Inc. Digital-to-analog converter having programmable transfer function errors and method of programming same
US5680038A (en) * 1996-06-20 1997-10-21 Lsi Logic Corporation High-swing cascode current mirror
US5892471A (en) * 1997-05-14 1999-04-06 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for current steering digital-to-analog converter units

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002374168A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Mitsubishi Electric Corp フォールディング型a/d変換器
JP4674998B2 (ja) * 2001-06-13 2011-04-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 フォールディング型a/d変換器
CN100367673C (zh) * 2005-01-14 2008-02-06 友达光电股份有限公司 发光二极管显示面板及其数字/模拟转换器
JP2011512091A (ja) * 2008-02-08 2011-04-14 ウードゥヴェ セミコンダクターズ 並列に給電される多数の同一基本回路を含む集積回路
JP2020004136A (ja) * 2018-06-28 2020-01-09 株式会社リコー 半導体集積回路および電源供給装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6008747A (en) 1999-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1188177A (ja) デジタル/アナログ変換器
JP3091173B2 (ja) デジタル/アナログ変換器
JPH0767086B2 (ja) 二段高分解能ディジタル―アナログ変換器
US7701373B2 (en) Current steering DAC
US7982644B2 (en) D/A converter and semiconductor integrated circuit including the same
US5164725A (en) Digital to analog converter with current sources paired for canceling error sources
JPS583422B2 (ja) ロンリカイロアレイ
JP3138680B2 (ja) 出力バッファ制御回路
JPH0775322B2 (ja) 半導体集積回路装置
US5689129A (en) High efficiency power MOS switch
US5327134A (en) D-A converter
US6498575B2 (en) D/A converter
JPH11145834A (ja) ディジタル−アナログ変換器の二次元マトリクス構造内部のセル列を選択する方法及び対応の変換器
JP2001111428A (ja) ディジタル/アナログ変換回路
JP4922546B2 (ja) フラッシュデジタルアナログ変換器のトランジスタアレイ及びその配置方法
US20030005018A1 (en) Analog multiplication circuit
JPH05268090A (ja) 抵抗ラダー及びデコード方式
JPH08273362A (ja) 半導体記憶装置
JPS6017261B2 (ja) デジタル−アナログ変換回路
US6747587B2 (en) Digital / analog converter
US20030116787A1 (en) Semiconductor integrated circuit using the same
JP2628083B2 (ja) ディジタルアナログ変換器
JP2001015606A (ja) 電源回路ライブラリ
JP2003078416A (ja) Dac回路
JPH0472755A (ja) 化合物半導体集積装置