KR0172818B1 - 디지탈/아나로그 변환장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털/아나로그 변환장치에 관한 것으로 특히 전압분배용 저항을 개별적으로 형성된 웰(well)상에 형성하는 방법으로 변환정밀로(Conversion Accuracy)를 높인 디지털/아나로그 변환장치에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발병의 디지털/아나로그 변환장치는 N비트의 분해능(resolution)을 갖는 디지털/아나로그 변환장치에 있어서, 제1도전형 반도체 기판에 각각 분리되어 형성된 N개의 제2도전형 웰 영역과, 상기 제2도전형 제1웰 영역에 형성된 상기 제2도전형 제1웰 영역에 형성된 고농도 제1도전형의 입력저항()영역과, 상기 제2도전형 제2웰 영역에서 제N-1웰 영역내에 각각 형성된 N-2개의 고농도 제1도전형의 래더저항()영역과, 상기 제2도전형 제N웰 영역에 형성된 고농도 제1도전형의 출력저항(
Description
제1도 (a)는 종래의 디지털/아나로그 변환장치의 회로도.
(b)는 종래의 디지털/아나로그 변환장치의 레이아웃도.
제2도 (a)는 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치의 회로도.
(b)는 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치의 레이아웃도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 전원전압단자 22 : 입력저항()
23 : 전송게이트 24 : 래더저항()
25 : 출력저항() 26 : 접지단자
27 : P형 웰 28 : P+층
본 발명은 디지털/아나로그 변환장치에 관한 것으로 특히, 전압분배용 저항을 개별적으로 형성된 웰(well)상에 형성하는 방법으로 변환정밀로(Conversion Accuracy)를 높인 디지털/아나로그 변환장치에 관한 것이다.
일반적으로 변환정밀로(Conversion Accuracy)는 입력과 귀환저항의 정밀도, 입력전압 레벨의 정밀도 등에 의해 그 특성이 달라진다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 디지털/아나로그 변환장치를 설명하면 다음과 같다.
제1도 (a)는 종래의 디지털/아나로그 변환장치의 회로도이고, (b)는 종래의 디지털/아나로그 변환장치의 레이아웃도이다.
먼저, 제1도 (a)에서와 같이, 전원전압단자(Vcc)(1)와 접지단자(Vss)(6)의 양단 사이에 사다리형태로 반복적으로 형성된 래더저항()(4)과 입력되는 N비트의 디지털 데이터에 의해 출력을 결정하는 N개의 전송게이트(3)와, 전압단자(Vcc)(1)에 인가되는 전압의 턴온 저항으로 사용되는 입력저항()(2)과 접지단자(Vss)(6)에 접속되는 출력저항()(5)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 디지털/아나로그 변환장치의 반도체상의 구조를 제1도 (b)를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
반도체 기판에 고농도의 불순물 이온주입을 실시하여 디지털/아나로그 변환회로의 전압분배용 저항으로 사용하는 종래의 디지털/아나로그 변환회로에 있어서는 전압분배용 저항영역과 기판사이에 역방향 바이어스가 인가된다.
즉, 반도체 기판상에 형성된 P형 웰(8) 영역내에 전압분배용 저항영역으로 사용하기 위해 고농도 n+형 불순물 이온주입을 실시하여 래더저항()(4)과 입력저항()(2), 출력저항()(5)이 형성되고, 상기의 래더저항()(4), 입력저항(), 출력저항()(5)등의 전압분배용 저항영역에 역방향 바이어스를 인가하기 위한 P+층(7)이 P형 웰(8) 영역내의 각각의 전압분배용 저항영역에 대응하여 형성된다.
각각의 전압분배용 저항(래더저항()(4), 입력저항)()(2), 출력저항()(5)은 전원전압단자(Vcc)(1)에서 접지단자(Vss)(6)로 직렬로 연결되어 있다.
이때, 반도체 기관 또는 P형 웰(8)은 일정한 바이어스가 인가되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 종래의 디지털/아나로그 변환장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
전원전압단자(Vcc)(1)와 접지단자(Vss)(6)의 양단에 일정폭을 갖는 전압이 인가되고 N비트의 디지털 데이터가 입력되면 전원전압단자(Vcc)(1)에 접속된 입력저항()(2)의 전원전압단자(Vcc)(1) 방향의 콘택홀(Contact Hole) 주위에는 Vcc-Vss만큼의 역방향 바이어스가 가해지고 반대방향의 입력저항()(2)내의 콘택홀(Contact Hole) 주위에는 전원전압단자(Vcc)(1) 방향의 콘택홀(Contact Hole) 주위의 바이어스 보다는×Vcc가 작은 역방향 바이어스가 걸리게 된다.
이하의 래더저항()(4)들에는 순차적으로×Vcc씩 작은 역방향 바이어스가 인가되고, 출력저항(5)의 접지단자 (Vcc)(6)의 방향의 콘택홀에는 0(zero) 바이어스가 인가되게 된다.
그러나 상기와 같은 종래의 아나로그/디지털 변환장에에 있어서는 각각의 전압분배용 저항콘택홀 주위에 인가되는 바이어스의 차이로 인해 전원전압단자(Vcc)(1) 방향의 저항이 접지단자(Vss)(6) 방향의 저항보다 커지게 되어 변환정밀도(Conversion Accuracy)에 중요한 영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 전압분배용 저항값을 균일하게하여 정밀도가 향상된 디지털/아나로그 변환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치는 제1도전형 반도체 기판에 각각 분리되어 형성된 N개의 제2도전형 웰 영역과, 상기 제2도전형 제1영역에 형성된 고농도 제1도전형의 입력저항()영역과, 상기 제2도전형 제2 웰 영역에서 제 N-1 웰 영역내에 각각 형성된 N-2개의 고농도 제1도전형의 래더저항()영역과, 상기 제2도전형 제N 웰 영역에 고농도 제1도전형의 출력저항()영역과, 상기 N개의 제2도전형 웰 영역내에 형성된 각각의 저항영역에 역방향 바이어스를 인가하기 위하여 상기의 저항영역과 분리되어 각각의 제2도전형 웰 영역내에 형성된 N개의 고농도 제2도전형 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도 (a)는 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치의 회로도이고, 제2도 (b)는 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치의 레이아웃도이다.
입력되는 디지털 데이터에 의한 아나로그 전압의 분배가 정확해지도록 전압분배용 저항을 서로 분리되어 있는 각각의 웰에 형성한 것으로, 반도체 상에서의 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치는 다음과 같다.
제1도전형 반도체 기판에 각각 분리형성된 N개의 제2도전형 웰 영역(27)과, 상기 N개의 제2도전형 웰 영역(27) 중에서 첫 번째 웰 영역에 고농도 제1도전형 불순물 이온주입으로 형성된 입력저항()영역(22)과 두 번째 웰 영역부터 N-1 웰 영역까지 고농도 제1도전형 불순물 이온주입으로 형성된 N-2개의 래더저항()영역(24)과, N번째의 웰 영역에 고농도 제1도전형 불순물 이온주입으로 형성된 출력저항() 영역(25)과, 상기 N개의 제2도전형 웰 영역(27)내에 형성된 각각의 저항영역(22)(24)(25)에 역방향 바이어스를 인가하기 위하여 상기의 저항영역(22)(24)(25)과 각각 대항하여 고농도 제2도전형 불순물 이온주입으로 분리형성된 N개의 불순물 확산영역(28)(본 발명이 실시예에서는 P+층)으로 구성된다.
이때, 각각의 저항영역(22)(24)(25) 양단에는 제1콘택홀과 제2콘택홀이 각각 형성되어 메탈라인에 의해 이웃하는 저항영역과 직렬로 연결되고, 상기의 메탈라인에 각 비트에 해당하는 N개의 아나로그 출력단이 각각 접속되고, 입력저항()영역(22)의 제1콘택홀에는 전원전압(Vcc)이 인가된다.
여기서 출력저항()영역(25)의 제2콘택홀에는 접지전압(Vss)이 인가된다.
그리고 상기의 저항영역(22)(24)(25)과 각각 대응하여 고농도 제2도전형 불순물 이온주입으로 분리형성된 N개의 불순물 확산영역은 각 저항영역(22)(24)(25)의 제2콘택홀에 연결 접속된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치는 전원전압(Vcc)이 인가되면 입력저항()영역(22)을 포함하여 형성된 첫 번째 제2도전형 웰 영역(27)의 제1콘택홀 주위에는×Vcc만큼의 역방향 바이어스가 인가되고, 최상위 비트에 해당하는 아나로그 출력단이 접속되어 있는 제2콘택홀 주위에는 제로 바이어스가 걸리게 되고, 두변째 제2도전형 웰 영역(27)의 제1콘택홀 주위에는×Vcc 만큼의 역방향 바이어스가 인가되고 제2콘택홀 주위에는 제로 바이어스가 걸리게 된다.
즉, 전원전압(Vcc) 단자에 연결된 첫번째 제2도전형 웰 영역(27)의 제1콘택홀, 제2콘택홀 주위에는 각각×Vcc만큼의 역방향 바이어스와, 제로 바이어스가 각각 걸리고 나머지의 N-1개의 제2도전형 웰 영역(27)의 제1, 2콘택홀 주위에는×Vcc만큼의 역방향 바이어스와 제로 바이어스가 각각 균일하게 인가된다.
상기와 같은 본 발명의 디지털/아나로그 변환장치는 디지털/아나로그 변환장치의 전압분배용 저항을 각각 분리형성된 웰 영역내에 형성하여 각각의 전압분배용 저항과 각각의 웰 사이에 인가되는 역방향 바이어스가 동일하기 때문에 정확한 전압분배가 이루어져 변환정밀도(Conversion Accuracy)를 향상시키는 효과가 있다.
Claims (5)
- N비트의 분해능(resolution)을 갖는 디지털/아나로그 변환장치에 있어서, 제1도전형 반도체 기판에 각각 분리되어 형성된 N개의 제2도전형 웰 영역과, 상기 제2도전형 제1 웰 영역에 형성된 고농도 제1도전형의 입력저항()영역과, 상기 제2도전형 제2 웰 영역에서 제N-1 웰 영역내에 각각 형성된 N-2개의 고통도 제1도전형의 래더저항()영역과, 상기 제2도전형 제N 웰 영역에 형성된 고농도 제1도전형의 출력저항()영역과, 상기 N개의 제2도전형 웰 영역내에 형성된 각각의 저항영역에 역방향 바이어스를 인가하기 위하여 상기의 저항영역과 분리되어 각각의 제2도전형 웰 영역내에 형성된 N개의 고농도 제2도전형 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털/아나로그 변환장치.
- 제1항에 있어서, 각각의 저항영역 양단에는 제1콘택홀과 제2콘택홀이 각각 형성되어 메탈라인에 의해 이웃하는 저항영역과 직렬로 연결되고, 상기의 메탈라인에 각 비트에 해당하는 N개의 아나로그 출력단이 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 디지털/아나로그 변환장치.
- 제1항에 있어서, 입력저항()영역의 제1콘택홀에는 전원전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 디지털/아나로그 변환장치.
- 제1항에 있어서, 출력저항()영역의 제2콘택홀에는 접지전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 디지털/아나로그 변환장치.
- 제1항에 있어서, 각각의 제2도전형 웰 영역내의 N개의 고농도 제2도전형 영역은 동일 제2도전형 웰 영역내에 형성된 각각의 고농도 제1도전형 저항영역의 제2콘택홀과 접속되는 것을 특징으로 하는 디지털/아나로그 변환장치.
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