校正寄生路由電阻的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利說明】校正寄生路由電阻的數(shù)模轉(zhuǎn)換器
【背景技術(shù)】
[OOOU許多類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器值A(chǔ)C)電路包括具有由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)被連接到基準(zhǔn)電壓或地 面的各個電阻的電阻網(wǎng)絡(luò)，作為數(shù)字輸入的個別位的函數(shù)。在電阻網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)上所產(chǎn)生的 的模擬輸出電壓典型地表示數(shù)字輸入到模擬域的轉(zhuǎn)換。
[000引然而，某些問題出現(xiàn)在使用DAC電路中的該些電阻和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)將 電阻網(wǎng)絡(luò)連接到參考電壓或接地取決于在任何給定時間的數(shù)字輸入值，并因此提供參考電 壓的導(dǎo)體線和地面經(jīng)歷可變的電流牽引。此外，電阻器和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)通常包括連接到該些導(dǎo) 體線的相對大量的電阻和開關(guān)，該些連接分布在所述導(dǎo)體線的物理尺寸上，從而導(dǎo)致存在 于連接之間的導(dǎo)線中的寄生電阻?？勺冸娏鳡恳缓蠼Y(jié)合導(dǎo)線的分布式寄生電阻，W產(chǎn)生 輸送到從所需參考電壓或接地電壓值變化的各個開關(guān)和開關(guān)的電阻器和電阻網(wǎng)絡(luò)的電壓 電平，作為數(shù)字輸入的函數(shù)，該降低了DAC電路的線性度。
[0003] 因此，需要一種具有連接到一個或多個基準(zhǔn)或地面電壓作為數(shù)字輸入的函數(shù)的開 關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)的DAC電路，但在供給該些參考或接地電壓的導(dǎo)體線的分布式寄生電阻的存 在下顯示出改進(jìn)的線性度。
【附圖說明】
[0004] 因此，可W理解本發(fā)明的特征，多個附圖的說明如下。但是，所附的附圖僅示出了 本發(fā)明的特定實施例，因此不應(yīng)被視為其范圍的限制，因為本發(fā)明可包括其它同等有效的 實施例。
[0005] 圖1是描繪包括一個電流發(fā)生器的DAC電路的實施例的電路示意圖。
[0006] 圖2A和2B分別是圖1的DAC電路的第一和第二電路節(jié)點(diǎn)的實施例的剖視圖。
[0007] 圖3是描繪圖1的電流發(fā)生器和DAC電路的其它部分的實施例的電路示意圖。
[0008] 圖4是描繪圖3的另一電流發(fā)生器和DAC電路的其它部分的實施例的電路示意 圖。
[0009]圖5是描繪由圖4的電流發(fā)生器所產(chǎn)生的補(bǔ)償電流作為到DAC電路的數(shù)字輸入的 函數(shù)的實施例的圖。
[0010] 圖6是描繪圖3的DAC電路的積分非線性和不被提供補(bǔ)償電流的DAC電路的圖。
【具體實施方式】
[ocm]DAC電路的實施例可W包括連接到輸出節(jié)點(diǎn)的電阻網(wǎng)絡(luò)，具有連接電阻網(wǎng)絡(luò)到第 一電路節(jié)點(diǎn)的第一多個開關(guān)和連接電阻網(wǎng)絡(luò)到第二電路節(jié)點(diǎn)第二多個開關(guān)的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，提 供參考電壓到第一電路節(jié)點(diǎn)的電壓基準(zhǔn)，和連接到所述第一電路點(diǎn)和第二電路節(jié)點(diǎn)的電流 發(fā)生器，W產(chǎn)生補(bǔ)償電流，從第一電路節(jié)點(diǎn)牽引（化aw)補(bǔ)償電流，并向第二電路節(jié)點(diǎn)提供 補(bǔ)償電流。
[0012] 電流發(fā)生器可W產(chǎn)生補(bǔ)償電流W具有大致等于從恒定值減去開關(guān)網(wǎng)絡(luò)從第一電 路節(jié)點(diǎn)牽引到電阻網(wǎng)絡(luò)的第一DAC電流的值，從而在不同的數(shù)字輸入的存在下在第一和第 二電路節(jié)點(diǎn)中的至少一個部分保持恒定電流。
[0013] 電流發(fā)生器可W產(chǎn)生補(bǔ)償電流，作為電壓基準(zhǔn)的組件的至少一個電流或電壓的函 數(shù)。例如，該電流發(fā)生器可W產(chǎn)生補(bǔ)償電流，作為向第一電路節(jié)點(diǎn)供給基準(zhǔn)電壓的電壓基準(zhǔn) 的輸出晶體管的至少一個電流或電壓的函數(shù)。為此，電流發(fā)生器可W包括；至少一個晶體 管，W復(fù)制參考電壓的輸出晶體管中的電流；電流處理電路，從常數(shù)中減去具有實質(zhì)等于所 述復(fù)制電流的值的電流，W產(chǎn)生補(bǔ)償電流的值訊晶體管，從所述第一電路節(jié)點(diǎn)牽引補(bǔ)償電 流并提供補(bǔ)償電流給第二電路節(jié)點(diǎn)。
[0014] 可替換地，電流發(fā)生器也可W產(chǎn)生補(bǔ)償電流，作為在DAC電路的輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的 模擬輸出電壓的函數(shù)并對應(yīng)于數(shù)字輸入到模擬域的轉(zhuǎn)換。為此，電流發(fā)生器可W包括多個 放大器電路W產(chǎn)生補(bǔ)償電流，作為模擬輸出電壓的函數(shù)，包括；W負(fù)反饋配置布置的第一放 大器電路，W根據(jù)模擬輸出電壓和參考電壓產(chǎn)生控制電壓作為差值函數(shù)；和W負(fù)反饋配置 設(shè)置的第二放大器電路，W調(diào)節(jié)電阻兩端的電壓和晶體管的柵源極電壓，作為由第一放大 器電路生成的控制電壓的函數(shù)，晶體管從第一電路節(jié)點(diǎn)牽引補(bǔ)償電流，W及電阻供給補(bǔ)償 電流到第二電路節(jié)點(diǎn)。
[0015] 第一和第二電路節(jié)點(diǎn)可W分別包括導(dǎo)電材料的第一和第二區(qū)域。所述參考電壓 可W在第一位置提供參考電壓到第一導(dǎo)體區(qū)，W及電流發(fā)生器可W在第二位置從第一導(dǎo)體 區(qū)域牽引補(bǔ)償電流，第一多個開關(guān)在第一和第二位置之間的位置連接到第一導(dǎo)體區(qū)域。同 樣地，電流發(fā)生器可W在第一位置牽引來自第二導(dǎo)體區(qū)的補(bǔ)償電流，W及地面可W在第二 位置供給到第二導(dǎo)體區(qū)，所述第二多個開關(guān)在第一和第二位置之間的位置連接到第二導(dǎo)體 區(qū)。
[0016] 圖1描繪了DAC電路20的實施例，W產(chǎn)生對應(yīng)于接收到的數(shù)字輸入DIN和具有校 正的模擬輸出VOUT，所述校正經(jīng)實施W在供給參考和接地電壓VREF、GND的第一和第二導(dǎo) 電節(jié)點(diǎn)36、40的分布式寄生電阻的存在下改善線性度。所描繪的DAC電路20包括電阻網(wǎng) 絡(luò)24,開關(guān)網(wǎng)絡(luò)28,參考電壓源32,第一和第二電路節(jié)點(diǎn)36、40和電流發(fā)生器44。
[0017] 電阻網(wǎng)絡(luò)24可W包括多個分支，每個分支包括一個或多個電阻R01，R02...RN1， RN2,每個分支在一端連接到輸出節(jié)點(diǎn)VOUT并在另一端連接到開關(guān)網(wǎng)絡(luò)28的多個開關(guān)對 SP0......SPN的對應(yīng)一個。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)28可包括多個開關(guān)對SP0. . .SPN，每對在第一通過端 子連接到電阻網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)分支，并且包括第一多個開關(guān)SOI. ..SN1的對應(yīng)一個和第二多個 開關(guān)S02. . .SN2的對應(yīng)一個，第一多個開關(guān)SOI. . .SN1在第二通過端子連接第一電路節(jié)點(diǎn) 36,和第二多個開關(guān)在第二通過端子連接到第二電路節(jié)點(diǎn)40。每個開關(guān)對SP0. ..SPN的每 個開關(guān)可W在控制端子接收，并可W根據(jù)數(shù)字輸入DIN的相應(yīng)位DO. . .DN或逆位D0B-DNB 電啟用或禁用。
[001引第一電路節(jié)點(diǎn)36可W包括導(dǎo)電材料的第一區(qū)域，諸如導(dǎo)電材料制成的第一直線 區(qū)，在區(qū)域的多個位置連接到開關(guān)網(wǎng)絡(luò)28的第一多個開關(guān)SOI......SN1并在該區(qū)域的另 一位置連接到參考電壓VREF。第二電路節(jié)點(diǎn)40可W包括導(dǎo)電材料的第二區(qū)域，諸如導(dǎo)電材 料的第二直線區(qū)，在區(qū)域的多個位置連接到開關(guān)網(wǎng)絡(luò)28的第二多個開關(guān)S02. ..SN2和接地 GND，或任選可替換地在該區(qū)域的另一位置連接到第二參考電壓。
[0019]電壓基準(zhǔn)32可W生成并提供參考電壓VREF至第一電路節(jié)點(diǎn)36。在實施例中，電 壓基準(zhǔn)32也可W任選地產(chǎn)生和提供第二參考電壓給第二電路節(jié)點(diǎn)40。
[0020] 在操作中，各個位DO. ..DN和數(shù)字輸入DIN的對應(yīng)逆位DOB. ..DNB可W分布到并 控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)28的開關(guān)的操作，W經(jīng)由第一或第二電路節(jié)點(diǎn)36、40將電阻網(wǎng)絡(luò)24的每個 分支連接到任何參考電壓VREF或接地GND。數(shù)字輸入DIN的任何給定值從而可導(dǎo)致第一電 路節(jié)點(diǎn)36、輸出節(jié)點(diǎn)V0UT和第二電路節(jié)點(diǎn)40之間的電阻分支連接的相應(yīng)唯一配置，在輸出 節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生對應(yīng)于數(shù)字輸入DIN的模擬輸出電壓V0UT。
[0021] 對于數(shù)字輸入DIN的每一個值，相應(yīng)的唯一值或者第一DAC電流IDAC1的物理分 配可W通過第一電路節(jié)點(diǎn)36從參考電壓32牽引，并對于數(shù)字輸入DIN的該值，到將第一多 個開關(guān)SOI. ..SN1連接到電阻網(wǎng)絡(luò)28的第一電路節(jié)點(diǎn)36。類似地，對于數(shù)字輸入DIN的每 個值，相應(yīng)的唯一值或第二DAC電流IDAC2的物理分配可W通過第二電路節(jié)點(diǎn)40從第二多 個開關(guān)S02. . .SN2牽引到地面GND，所述第二多個開關(guān)S02. . .SN2對于數(shù)字輸入DIN的該值 將第二電路節(jié)點(diǎn)40連接到電阻網(wǎng)絡(luò)28。
[0022] 電流發(fā)生器44可W產(chǎn)生并從第一電路節(jié)點(diǎn)36牽引第一補(bǔ)償電流IC0MP1，W及產(chǎn) 生和供應(yīng)第二補(bǔ)償電流IC0MP2到所述第二電路節(jié)點(diǎn)40的，W至少部分補(bǔ)償所述第一和第 二DAC電流IDAC1、IDAC2的可變性和導(dǎo)致的DAC電路的線性度的任何降解。
[0023] 在一個實施例中，在存在可變的第一和第二DAC電流IDACUIDAC2的情況下，第一 和第二補(bǔ)償電流IC0MP1、IC0MP2可W具有經(jīng)選擇W實質(zhì)上等于分別在第一和第二電路節(jié) 點(diǎn)36、40的至少一部分中保持恒定的第一和第二電流IC0NSTUIC0NST2所必需的值。也就 是說，第一和第二補(bǔ)償電流IC0MP1、IC0MP2可W選擇為具有滿足下式的值：
[0024] IC0MP1 = IC0NST1-IDAC1 ;和（1)
[0025] IC0MP2 = IC0NST2-IDAC2。（2)
[0026] 另外，在一個實施例中，第一和第二補(bǔ)償電流IC0MP1、IC0MP2可W具有經(jīng)選擇W 實質(zhì)上彼此相等的值，表示為補(bǔ)償電流IC0MP，和在在第一和第二DAC電流IDACUIDAC2存 在的情況下在第一或第二電路節(jié)點(diǎn)36、40的至少一個部分上維持恒定電流IC0NST所必需 的值。目P，補(bǔ)償電流IC0MP可W被選擇為具有滿足至少一個下式的值：
[0027] IC0MP = IC0NST-IDAC1;或做
[002引 IC0MP = IC0NST-IDAC2。（4)
[0029] 此外，在一個實施例中，第一和第二DAC電流IDACUIDAC2可W看作實質(zhì)上彼此相 等，并且表示