KR19990065504A

KR19990065504A - 디지탈-아날로그 변환기

Info

Publication number: KR19990065504A
Application number: KR1019980000823A
Authority: KR
Inventors: 이인열
Original assignee: 구본준; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-08-05

Abstract

본 발명은 디지탈-아날로그 변환기에 관한 것으로, 종래의 전압분할 디지탈-아날로그 변환기에 있어서는 기생커패시터를 충/방전하는 속도에 의해 동작속도가 결정되는데, 이때 충/방전 속도를 결정하는 RC시상수는 Vref+ 와 Vref- 에 가까운 스위치가 선택되는 경우와 중간에 위치한 스위치가 선택되는 경우 저항값이 달라져 결국 스위칭부에 입력되는 디코딩 신호에 따라 동작속도가 변하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 디코딩 신호에 따라 온 또는 오프되어 Vref+ 전압과 Vref- 전압단사이에 n개로 연결된 저항 스트링을 이용하여 기준전압을 조절하는 복수개의 스위치를 갖는 제1스위칭부와; 상기 제1스위칭부의 출력에 의해 스위칭되는 제2스위칭부와; 상기 제2스위칭부의 출력값에 의해 충전되는 기생 커패시터와; 상기 선택된 기준전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼로 구성하여 에미터 폴로워 방식의 바이폴라 트랜지스터를 스위칭부에 구성함으로써 RC시상수를 1/100이하로 줄여 동작속도를 크게 개선시키는 효과가 있다.

Description

디지탈-아날로그 변환기

본 발명은 디지탈-아날로그 변환기에 관한 것으로, 특히 에미터 폴로워를 사용하여 부하 커패시터를 능동적으로 충/방전 함으로써, 동작속도를 향상시킬 수 있도록 하는 능동 전압분할 디지탈-아날로그 변환기에 관한 것이다.

도1은 종래 전압분할 디지탈-아날로그 변환기의 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 디코딩 신호에 따라 온 또는 오프되어 Vref+ 전압과 Vref- 전압단사이에 n개로 연결된 저항 스트링(string)을 이용하여 기준전압을 조절하는 복수개의 스위치를 갖는 스위칭부(1)와; 상기 스위칭부(1)의 출력값에 의해 충전되는 기생 커패시터(C)와; 상기 선택된 기준전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼(2)로 구성된 종래의 기술에 대하여 설명하면 다음과 같다.

이 구조는 공정상의 저항값 조절등이 현실적으로 어렵기 때문에 6비트 이내의 해상도를 갖는 디지탈-아날로그 변환기에 적합하다.

가령, n비트의 데이터가 디코딩 되어 스위칭부(1)에 입력되면 복수(S1∼Sn)개의 스위치중 해당 스위치가 온된다.

상기 해당 스위치가 온되면 그때 저항 스트링에 의해 결정된 기준전압이 기생 커패시터(C)에 충전됨과 동시에 버퍼(2)를 통하여 출력된다.

그러나, 상기 종래의 전압분할 디지탈-아날로그 변환기에 있어서는 기생커패시터를 충/방전하는 속도에 의해 동작속도가 결정되는데, 이때 충/방전 속도를 결정하는 RC시상수는 Vref+ 와 Vref- 에 가까운 스위치가 선택되는 경우와 중간에 위치한 스위치가 선택되는 경우 저항값이 달라져 결국 스위칭부에 입력되는 디코딩 신호에 따라 동작속도가 변하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 에미터 폴로워 방식의 바이폴라 트랜지스터를 스위칭부에 구성함으로써 RC시상수를 1/100이하로 줄여 동작속도를 크게 개선할 수 있도록 하는 디지탈-아날로그 변환기를 제공 하는데 그 목적이 있다.

도1은 종래 디지탈-아날로그 변환기의 구성을 보인 회로도.

도2는 본 발명에 의한 디지탈-아날로그 변환기의 구성을 보인 회로도.

도3은 도2에서 제2스위칭부의 상세 회로도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10 : 제1스위칭부 20 : 제2스위칭부

20a : 전류미러부 30 : 버퍼

R1∼Rn : 저항 C : 부하커패시터

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 디코딩 신호에 따라 온 또는 오프되어 Vref+ 전압과 Vref- 전압단사이에 n개로 연결된 저항 스트링을 이용하여 각기 다른 기준전압을 스위칭하는 복수개의 스위치를 갖는 제1스위칭부와; 상기 제1스위칭부의 출력에서 다르게 출력되는 기준전압을 인가받아 전류량을 조절하는 복수의 스위치를 갖는 제2스위칭부와; 상기 제2스위칭부의 출력에 의해 충전되는 부하 커패시터와; 상기 선택된 기준전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼로 구성함으로써 달성되는 것으로, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 전압분할 디지탈-아날로그 변환기의 일실시예의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 디코딩 신호에 따라 온 또는 오프되어 Vref+ 전압과 Vref- 전압단사이에 n개로 연결된 저항 스트링을 이용하여 각기 다른 기준전압을 스위칭하는 복수(S1∼Sn)개의 스위치를 갖는 제1스위칭부(10)와; 상기 제1스위칭부(10)에서 다르게 출력되는 기준전압을 인가받아 전류량을 조절하는 복수의 스위치(Q1∼Qn)를 갖는 제2스위칭부(20)와; 상기 제2스위칭부(20)의 출력에 의해 충전되는 부하 커패시터(C)와; 상기 선택된 기준전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼(30)로 구성한다.

도3은 상기 제2스위칭부의 상세 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 제1엔모스 트랜지스터(NM1) 및 제2엔모스 트랜지스터(NM2)가 직렬 연결되고, 상기 접속점을 콜렉터에 전원전압이 인가되는 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스 및 제1 피모스 트랜지스터(PM1)의 소오스에 공통 연결하며 상기 제2엔모스 트랜지스터(NM2)의 드레인측에 상기 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스에 같은 전류가 흐르도록 하는 전류미러부(20a)를 연결하여 구성 한것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용을 설명한다.

상기 제2스위칭부(20)는 에미터 폴로워 방식으로 다수의 바이폴라 트랜지스터(Q1∼Qn)를 연결하여 구성한 것으로, 상기와 같이 에미터 폴로워 방식을 사용할 경우 등가 저항은 로 감소하며, 통상 β=100 정도(여기서 β는 전류증폭률)이므로 RC 시상수를 1/100로 감소시킬 수 있다. 또한 상기 제1스위칭부(10)를 구성하는 모스 트랜지스터(S1∼Sn)의 커패시턴스에 비하여 제2스위칭부(20)를 구성하는 바이폴라 트랜지스터(Q1∼Qn)의 커패시턴스가 작으므로 기생 커패시턴스도 작아지게 되며, 이하 정전류원(I_bias)을 통한 방전 및 기생 커패시터(C)를 충전하는 과정은 종래와 같다.

한편, 상기 제2스위칭부(20)에서 제1,2엔모스 트랜지스터(NM1,NM2)가 온되면 전류미러부(20a)를 통하여 공급되는 베이스 전류가 상기 제1엔모스 트랜지스터(NM1)에 의한 전압강하를 보상하게 되어 일정한 베이스 전류가 흐르게 되고, 또한 상기 제1,2엔모스 트랜지스터(NM1,NM2)가 오프될 때 상기 피모스 트랜지스터(PM1)는 온되어 바이폴라 트랜지스터(Q1)의 베이스 전하를 방전시켜 빠르게 오프시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 디지탈-아날로그 변환기는 에미터 폴로워 방식의 바이폴라 트랜지스터를 스위칭부에 구성함으로써 RC시상수를 1/100이하로 줄여 동작속도를 크게 개선하는 효과가 있다.

Claims

디코딩 신호에 따라 온 또는 오프되어 Vref+ 전압과 Vref- 전압단사이에 n개로 연결된 저항 스트링을 이용하여 각기 다른 기준전압을 스위칭하는 복수개의 스위치를 갖는 제1스위칭부와; 상기 제1스위칭부에서 다르게 출력되는 기준전압을 인가받아 전류량을 조절하는 복수의 스위치를 갖는 제2스위칭부와; 상기 제2스위칭부의 출력에 의해 충전되는 부하 커패시터와; 상기 선택된 기준전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 디지탈-아날로그 변환기.
제1항에 있어서, 상기 제2스위칭부는 제1엔모스 트랜지스터 및 제2엔모스 트랜지스터가 직렬 연결되고, 상기 접속점을 콜렉터에 전원전압이 인가되는 바이폴라 트랜지스터의 베이스 및 피모스 트랜지스터의 소오스에 공통 연결하며 상기 제2엔모스 트랜지스터의 드레인측에 상기 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 같은 전류가 흐르도록 하는 전류미러부를 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈-아날로그 변환기.