JP3182335B2 - Current cell type DA converter - Google Patents
Current cell type DA converterInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電流セル型DAコ
ンバータに関し、詳しくは、出力電流特性の傾斜状のば
らつきを解消して、その直線性を向上させることができ
る電流セル型DAコンバータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current cell type DA converter, and more particularly, to a current cell type DA converter capable of eliminating a variation in output current characteristics having a slope and improving its linearity.
【0002】[0002]
【従来の技術】DAコンバータ(ディジタル−アナログ
変換器)は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する
装置であり、現在ではADコンバータ(アナログ−ディ
ジタル変換器)と同様、ディジタル・オーディオ機器、
ビデオ機器、通信機器、計測分野、制御分野等において
広く利用されている。2. Description of the Related Art A DA converter (digital-to-analog converter) is a device for converting a digital signal into an analog signal. At present, similarly to an AD converter (analog-to-digital converter), a digital audio device,
It is widely used in video equipment, communication equipment, measurement fields, control fields, and the like.
【0003】特に、電流セル型DAコンバータは、アナ
ログ値を電流で表すため変換速度が非常に高速であるの
が特徴で、画像信号処理等の分野に頻繁に用いられてい
る。一般的に、画像信号はRGB(Red, Green, Blue)
の3色の信号から構成されており、これに対応してDA
コンバータも3チャネル(3ch)で使用されることが
多く、3ch−DAコンバータとしてマクロセル化され
ているものも多い。[0003] In particular, the current cell type DA converter is characterized by a very high conversion speed because an analog value is represented by a current, and is frequently used in fields such as image signal processing. Generally, image signals are RGB (Red, Green, Blue)
, And corresponding to these signals, the DA
Converters are also often used in three channels (3ch), and many are converted into macrocells as 3ch-DA converters.
【0004】ここで、図9に、従来の電流セル型DAコ
ンバータの一例を示す。この電流セル型DAコンバータ
30は、ディジタル信号をデコードしてデコード信号を
出力するデコーダ12と、アナログ信号の分解能に応じ
た個数の電流セル32がマトリクス状に配列された電流
セルブロック14とから構成されている。なお、アナロ
グ信号の分解能はディジタル信号のビット数により決定
され、LSB(LeastSignificant Bit )で表現され
る。例えば、nビットのディジタル信号がアナログ信号
に変換される場合、アナログ信号の分解能は2n LSB
となる。FIG. 9 shows an example of a conventional current cell type DA converter. The current cell type DA converter 30 includes a decoder 12 for decoding a digital signal and outputting a decoded signal, and a current cell block 14 in which a number of current cells 32 corresponding to the resolution of an analog signal are arranged in a matrix. Have been. The resolution of an analog signal is determined by the number of bits of a digital signal, and is represented by LSB (Least Significant Bit). For example, when an n-bit digital signal is converted to an analog signal, the resolution of the analog signal is 2 n LSB
Becomes
【0005】また、図10(a)に従来の電流セルの一
例を示す。この電流セル32aは、3個のP型MOSト
ランジスタ(以下、PMOSと記述する)18,20,
22により構成されている。ここで、PMOS18のソ
ース端は電源に接続され、そのドレイン端はPMOS2
0,22のソース端に接続され、ゲート端には定電圧が
印加されて飽和領域で動作する定電流源になる。また、
PMOS20のドレイン端はグランドに接続され、その
ゲート端はデコード信号線24に接続されている。ま
た、PMOS22のドレイン端は出力信号線(IOU
T)28に接続され、そのゲート端は反転デコード信号
線26に接続されている。FIG. 10A shows an example of a conventional current cell. The current cell 32a includes three P-type MOS transistors (hereinafter, referred to as PMOS) 18, 20,
22. Here, the source terminal of the PMOS 18 is connected to the power supply, and the drain terminal thereof is connected to the PMOS2.
0 and 22 are connected to the source terminal, and a constant voltage is applied to the gate terminal to become a constant current source operating in a saturation region. Also,
The drain end of the PMOS 20 is connected to the ground, and the gate end is connected to the decode signal line 24. The drain end of the PMOS 22 is connected to an output signal line (IOU).
T) 28, and the gate end thereof is connected to the inverted decode signal line 26.
【0006】この電流セル32aにおいて、PMOS2
0とPMOS22はスイッチとして動作し、デコード信
号がハイレベルのとき定電流は出力へ流れ、ロウレベル
のときはグランドへ流れる。なお、図示例の電流セル3
2aにおいては、PMOS22のゲート端に反転デコー
ド信号線26を接続する代わりに定電圧を供給している
ものもある。この場合、スイッチングのノイズを低減す
ることができるという利点がある。In the current cell 32a, the PMOS2
0 and the PMOS 22 operate as switches, and the constant current flows to the output when the decode signal is at a high level and flows to the ground when the decode signal is at a low level. Note that the current cell 3 in the illustrated example is
In 2a, a constant voltage is supplied instead of connecting the inverted decode signal line 26 to the gate end of the PMOS 22. In this case, there is an advantage that switching noise can be reduced.
【0007】また、図10(b)に従来の電流セルの別
の例を示す。この電流セル32bは、直列接続された2
つのPMOS18,20により構成されている。ここ
で、PMOS20のソース端は電源に接続され、そのゲ
ート端はデコード信号線24に接続されている。また、
PMOS18のソース端は出力信号線28に接続され、
そのゲート端には定電圧が印加されて飽和領域で動作す
る定電流源とされている。FIG. 10B shows another example of a conventional current cell. This current cell 32b is connected to the series-connected 2
And two PMOSs 18 and 20. Here, the source terminal of the PMOS 20 is connected to the power supply, and the gate terminal thereof is connected to the decode signal line 24. Also,
The source terminal of the PMOS 18 is connected to the output signal line 28,
A constant voltage is applied to a gate end of the gate, and the gate is a constant current source that operates in a saturation region.
【0008】電流セル32bにおいては、上記電流セル
32aのように定電流を常に流すのではなく、電流セル
32bがオン状態とされるときだけに電流を出力信号線
28に出力する。このため、電流セル32bでは、電流
セル32aと比較して、反転デコード信号線26および
PMOS22が必要ないという利点がある。なお、図示
例の電流セル32bにおいては、PMOS18,20の
位置を入れ換えているものもある。また、図10(a)
および(b)にそれぞれ示される電流セル32aおよび
32bは、PMOSで構成されているが、本発明の電流
セルはこれらに限定されず、例えば、図10(c)およ
び(d)にそれぞれ示される電流セル32cおよび32
dのように、N型MOSトランジスタ(NMOS)1
9,21および23で構成されていてもよい。In the current cell 32b, a constant current is not always supplied unlike the current cell 32a, but a current is output to the output signal line 28 only when the current cell 32b is turned on. Therefore, the current cell 32b has an advantage that the inverted decode signal line 26 and the PMOS 22 are not required as compared with the current cell 32a. In the illustrated current cell 32b, the positions of the PMOSs 18 and 20 are interchanged. FIG. 10 (a)
The current cells 32a and 32b shown in FIGS. 10B and 10B, respectively, are composed of PMOS. However, the current cell of the present invention is not limited to these, and is shown in FIGS. 10C and 10D, for example. Current cells 32c and 32
As shown in d, N-type MOS transistor (NMOS) 1
9, 21, and 23.
【0009】上記電流セル型DAコンバータ30におい
ては、全ての電流セル32(32a,32b,32c,
32d)が出力信号線28に並列に接続されるように構
成される。次に、この電流セル型DAコンバータ30の
動作について説明する。In the current cell type DA converter 30, all the current cells 32 (32a, 32b, 32c,
32d) is connected to the output signal line 28 in parallel. Next, the operation of the current cell type DA converter 30 will be described.
【0010】この電流セル型DAコンバータ30におい
て、nビットのディジタル信号がデコーダ12に入力さ
れると、デコーダ12によりデコードされて(2n −
1)本のデコード信号が出力される。なお、これらのデ
コード信号の中で、ディジタル信号の値(ディジタルコ
ード)と同数のデコード信号がアクティブ状態となる。
例えば、ディジタルコードが100(2進数)である3
ビットのディジタル信号が入力された場合、これをデコ
ードして得られる7(=23 −1)本のデコード信号が
出力され、7本のデコード信号の中で、4本のデコード
信号がアクティブ状態となる。In this current cell type DA converter 30, when an n-bit digital signal is input to the decoder 12, it is decoded by the decoder 12 (2 n −
1) A decoded signal is output. Note that, among these decoded signals, the same number of decoded signals as the digital signal value (digital code) are activated.
For example, 3 where the digital code is 100 (binary number)
When a bit digital signal is input, 7 (= 2 3 -1) decoded signals obtained by decoding the digital signal are output, and among the 7 decoded signals, 4 decoded signals are in an active state. Becomes
【0011】続いて、これらのデコード信号は電流セル
ブロック14に入力される。図10(a)に示す電流セ
ル32aにアクティブ状態、即ち、ハイレベルのデコー
ド信号が入力された場合、PMOS20,22はそれぞ
れオフ状態およびオン状態となる。このため、PMOS
22を介してPMOS18の定電流I(1LSB分)が
出力信号線28側に流れる。Subsequently, these decode signals are input to the current cell block 14. When an active state, that is, a high-level decode signal is input to the current cell 32a shown in FIG. 10A, the PMOSs 20 and 22 are turned off and on, respectively. Therefore, the PMOS
The constant current I (for 1 LSB) of the PMOS 18 flows through the output signal line 28 through the NMOS 22.
【0012】一方、電流セル32に非アクティブ状態、
即ち、ロウレベルのデコード信号が入力された場合、P
MOS20,22はそれぞれオン状態およびオフ状態と
なる。このため、PMOS18の定電流IがPMOS2
0を通してグランド側に流れる。On the other hand, the inactive state of the current cell 32,
That is, when a low-level decode signal is input, P
MOSs 20 and 22 are turned on and off, respectively. Therefore, the constant current I of the PMOS 18 is
Flows through 0 to the ground side.
【0013】このように、電流セルブロック14におい
て、アクティブ状態のデコード信号に対応する電流セル
32だけがオン状態となり、オン状態となった全ての電
流セル32から出力される合計電流が出力信号線28に
出力される。なお、図示していないが、この電流は終端
抵抗により所定電圧レベルに変換され、入力されたディ
ジタルコードに応じた電圧レベルを有するアナログ信号
として出力される。As described above, in the current cell block 14, only the current cell 32 corresponding to the decode signal in the active state is turned on, and the total current output from all the current cells 32 turned on is the output signal line. 28. Although not shown, this current is converted to a predetermined voltage level by a terminating resistor and output as an analog signal having a voltage level corresponding to the input digital code.
【0014】ところで、この電流セル型DAコンバータ
30は、1つの電流セル32がオン状態になる毎に所定
電流、即ち、1LSB分の電流を出力信号線28に出力
することにより、入力されるディジタル信号に応じた電
圧レベルを有するアナログ信号を出力するものである。
従って、それぞれの電流セル32から同一の電流量が出
力されるように、同一の電流セル32を使用すること、
即ち、それぞれの電流セル32の出力電流特性が全く同
一になるようにすることは言うまでもないことであり、
さらにその配列や電流セル32間の配線にも充分注意し
なければならない。The current cell type DA converter 30 outputs a predetermined current, that is, a current of 1 LSB to the output signal line 28 every time one current cell 32 is turned on, so that the input digital signal is output. It outputs an analog signal having a voltage level corresponding to the signal.
Therefore, using the same current cell 32 so that the same amount of current is output from each current cell 32,
That is, it goes without saying that the output current characteristics of each current cell 32 are made exactly the same.
Further attention must be paid to the arrangement and the wiring between the current cells 32.
【0015】しかしながら、半導体装置はその製造工程
において熱処理を伴う拡散工程の濃度分布や露光装置の
レンズディストーション等で引き起こされる加工形状の
誤差などが原因で不均一性が生じる。さらにプラスチッ
ク封止時の応力などにより、例えば半導体チップに目に
見えない反りを生じ、歪みを有している場合がある。一
般的に、MOS製品は応力歪の影響で内部トランジスタ
の性能ばらつきを引き起こしやすい。比較的小さなチッ
プでは、コーナー部を避けて各辺の中央部に相対精度を
要求されるトランジスタを配置するのが一般的で、理想
とする部分は中央である。However, in a semiconductor device, non-uniformity occurs due to a concentration distribution in a diffusion process accompanied by a heat treatment in a manufacturing process, an error in a processed shape caused by a lens distortion of an exposure device, and the like. Further, in some cases, for example, a semiconductor chip may be invisiblely warped due to stress at the time of plastic encapsulation and may have distortion. Generally, MOS products are liable to cause performance variations of internal transistors due to the influence of stress strain. In a relatively small chip, it is common to arrange a transistor requiring relative accuracy at the center of each side, avoiding the corners, and the ideal part is the center.
【0016】ところで、大きな半導体チップにアナログ
部とディジタル部とを混載するときには、相互のノイズ
干渉を避けるために、アナログ部とディジタル部との間
に所定の間隔を設ける必要がある。しかし、アナログ部
を半導体チップの中央部に配置すると、ディジタル部と
の間隔をアナログ部の周辺全体に設ける必要があり、そ
のためにレイアウト面積が増大するという問題点があ
る。When an analog section and a digital section are mixedly mounted on a large semiconductor chip, it is necessary to provide a predetermined space between the analog section and the digital section in order to avoid mutual noise interference. However, when the analog section is arranged at the center of the semiconductor chip, the space between the analog section and the digital section needs to be provided all around the analog section, which causes a problem that the layout area increases.
【0017】このため、アナログ部とディジタル部とを
混載する半導体チップにおいては、図11に示されるよ
うに、アナログ部42を半導体チップ40のコーナー部
に配置し、アナログ部42とディジタル部44との間に
ノイズ70の干渉を受けない程度の間隔を設けている。
このように、アナログ部42を半導体チップ40の端
部、より好ましくは半導体チップ40のコーナー部に配
置することにより、アナログ部42とディジタル部44
との間隔のために必要なレイアウト面積を削減するとと
もに、アナログ信号を出力パッド46に最短距離で配線
することができるという利点がある。For this reason, in a semiconductor chip in which an analog section and a digital section are mixedly mounted, as shown in FIG. 11, the analog section 42 is arranged at a corner of the semiconductor chip 40, and the analog section 42 and the digital section 44 are connected to each other. Are provided so as not to receive the interference of the noise 70.
By arranging the analog section 42 at the end of the semiconductor chip 40, more preferably at the corner of the semiconductor chip 40, the analog section 42 and the digital section 44
There is an advantage that the layout area required for the space between the two can be reduced and the analog signal can be wired to the output pad 46 with the shortest distance.
【0018】しかし、この部分は前述の応力が集中す
る。応力は半導体チップが大きくなる程大きくなる。従
って、プラスチック封止のMOS製品にアナログ部とデ
ィジタル部とを混載する場合、応力の影響は避けられな
い。また、半導体チップ動作時の自身の発熱による温度
分布が素子レベルの動作特性ばらつきを引き起こす。However, the above-mentioned stress concentrates in this portion. The stress increases as the size of the semiconductor chip increases. Therefore, when an analog part and a digital part are mixedly mounted on a plastic-sealed MOS product, the influence of stress cannot be avoided. Further, a temperature distribution due to heat generated by the semiconductor chip itself during operation causes variations in operation characteristics at an element level.
【0019】このため、電流セルブロック14が配置さ
れる位置やそれぞれの電流セル32が配列される位置
(順番)により、例えば電流セル32間に傾斜状、山
状、谷状あるいはこれらの形状を組み合わせた形状の出
力電流特性のばらつきを生じ、その結果それぞれの電流
セル32から出力される電流量に差異を生じてしまうと
いう問題点があった。このうち、露光工程と拡散工程の
ばらつきは事前に評価して電流セルとなる定電流トラン
ジスタのサイズを決定するのが一般的である。すなわち
上記ばらつきをある程度吸収できるようにゲート長を大
きいサイズに選んでいる。For this reason, depending on the positions where the current cell blocks 14 are arranged and the positions (order) where the respective current cells 32 are arranged, for example, an inclined shape, a mountain shape, a valley shape, or these shapes are formed between the current cells 32. There is a problem that the output current characteristics of the combined shapes vary, and as a result, the amounts of current output from the respective current cells 32 differ. Of these, variations between the exposure step and the diffusion step are generally evaluated in advance to determine the size of the constant current transistor serving as a current cell. That is, the gate length is selected to be large so as to absorb the above-mentioned variation to some extent.
【0020】例えば、電流セルブロックが半導体チップ
の端部に配置された場合、一列に配列された電流セル間
の出力電流特性にばらつきが生ずるとすれば、必ず傾斜
状のばらつきとなる。例えば、図12に示すように、電
流セルブロックが一列に配列された7個の電流セル1,
2,3,4,5,6および7から構成され、これらの中
で中央に配置された電流セル4の出力電流特性が±0で
あると仮定すれば、一端側に配列される電流セル1,2
および3は傾斜状にプラスの出力電流特性を有し、最端
部の電流セル1においてそのプラスの出力電流特性は最
大となる。一方、他端側に配列される電流セル5,6お
よび7は傾斜状にマイナスの出力電流特性を有し、最端
部の電流セル7においてそのマイナスの出力電流特性は
最大となる。For example, when the current cell block is arranged at the end of the semiconductor chip, if the output current characteristics between the current cells arranged in a line vary, the variation will always be inclined. For example, as shown in FIG. 12, seven current cells 1 in which current cell blocks are arranged in a row are provided.
2, 3, 4, 5, 6, and 7, and assuming that the output current characteristic of the current cell 4 disposed at the center thereof is ± 0, the current cell 1 arranged at one end side , 2
And 3 have a positive output current characteristic in an inclined manner, and the positive output current characteristic is maximized in the endmost current cell 1. On the other hand, the current cells 5, 6, and 7 arranged on the other end side have negative output current characteristics in an inclined manner, and the negative output current characteristics become maximum in the current cell 7 at the end.
【0021】以下に、3ビットのディジタル信号を分解
能8LSBのアナログ信号に変換する場合を例に挙げ
て、この問題点をさらに具体的に説明する。なお、3ビ
ットのディジタル信号を分解能8LSBのアナログ信号
に変換するためには、即ち、0〜7の電圧レベルを有す
るアナログ出力信号を得るためには、7個の電流セル
1,2,3,4,5,6および7が必要であり、これら
の電流セル1〜7間には傾斜状のばらつきが存在するも
のとして説明を行う。Hereinafter, this problem will be described more specifically by taking as an example a case where a 3-bit digital signal is converted into an analog signal having a resolution of 8 LSB. In order to convert a 3-bit digital signal into an analog signal having a resolution of 8 LSB, that is, to obtain an analog output signal having a voltage level of 0 to 7, seven current cells 1, 2, 3, and 4, 5, 6, and 7 are required, and the description will be made on the assumption that there is a slope-like variation between these current cells 1 to 7.
【0022】ここで、図13(a),(b)および
(c)は、それぞれ一端側から他端側に(または他端側
から一端側に)順次に電流セルをオン状態にする順番を
示す模式図、中央部から両端部に(または端部から中央
部に)交互に電流セルをオン状態にする順番を示す模式
図、およびランダムに電流セルをオン状態にする順番を
示す模式図である。なお、図13(b)に示す方式は、
特開平1−115223号公報によるディジタル−アナ
ログ変換器において開示された方式である。FIGS. 13A, 13B and 13C show the order in which the current cells are sequentially turned on from one end to the other end (or from the other end to one end). A schematic diagram showing the order in which the current cells are turned on alternately from the center to both ends (or from the end to the center); and a schematic diagram showing the order in which the current cells are turned on randomly. is there. The method shown in FIG.
This is a method disclosed in a digital-analog converter according to Japanese Patent Laid-Open No. 1-123223.
【0023】また、図14(a),(b)および(c)
は、それぞれ図13(a),(b)および(c)に示す
順番に電流セルをオン状態にした場合の出力電流特性図
である。なお、図14(a),(b)および(c)にお
いて、オン状態にされた電流セルには○印が付されてい
る。また、図14(a),(b)および(c)の全ての
場合において、ディジタルコード0の時は全ての電流セ
ル1〜7はオフ状態であり、出力電流特性の合計は当然
±0である。FIGS. 14 (a), (b) and (c)
13 is an output current characteristic diagram when the current cells are turned on in the order shown in FIGS. 13 (a), (b) and (c), respectively. In FIGS. 14A, 14B and 14C, the current cells that have been turned on are marked with a circle. In all the cases of FIGS. 14A, 14B and 14C, when the digital code is 0, all the current cells 1 to 7 are off, and the sum of the output current characteristics is of course ± 0. is there.
【0024】まず、図13(a)および図14(a)に
示すように、ディジタルコード1,2,3,4,5,6
および7の時に、それぞれ電流セル7,6,5,4,
3,2および1をオン状態にした場合、ディジタルコー
ド1の時は電流セル7がオン状態となるため、出力電流
特性の合計は−3となり、以下同様に、ディジタルコー
ド2,3,4,5,6および7の時の出力電流特性の合
計は、それぞれ−5,−6,−6,−5,−3および±
0となる。First, as shown in FIGS. 13 (a) and 14 (a), digital codes 1, 2, 3, 4, 5, 6
And at time 7, current cells 7, 6, 5, 4, respectively
When 3, 2, and 1 are turned on, the current cell 7 is turned on at the time of digital code 1, so that the sum of the output current characteristics becomes -3. The sum of the output current characteristics at 5, 6, and 7 is -5, -6, -6, -5, -3, and ±, respectively.
It becomes 0.
【0025】このように、一端側から他端側に順番に電
流セル1〜7をオン状態にした場合、出力電流特性の合
計は、ディジタルコード7の時に±0となるが、これ以
外の時にマイナス側に偏ってしまうことが判る。また、
図示していないが、他端側から一端側に順番に電流セル
1〜7をオン状態にした場合、出力電流特性の合計は、
ディジタルコード7の時に±0となるが、これ以外の時
にプラス側に偏ってしまう。As described above, when the current cells 1 to 7 are turned on in order from one end to the other end, the sum of the output current characteristics becomes ± 0 when the digital code 7 is used. It turns out that it is biased to the minus side. Also,
Although not shown, when the current cells 1 to 7 are turned on in order from the other end to the one end, the total output current characteristics are:
The value is ± 0 at the time of the digital code 7, but it is biased to the plus side at other times.
【0026】次に、図13(b)および図14(b)に
示すように、ディジタルコード1,2,3,4,5,6
および7の時に、それぞれ電流セル4,3,5,2,
6,1および7をオン状態にした場合、ディジタルコー
ド1の時は電流セル4がオン状態となるため、出力電流
特性の合計は±0となり、以下同様に、ディジタルコー
ド2,3,4,5,6および7の時の出力電流特性の合
計は、それぞれ+1,±0,+2,±0,+3および±
0となる。Next, as shown in FIGS. 13 (b) and 14 (b), the digital codes 1, 2, 3, 4, 5, 6
And at time 7, current cells 4, 3, 5, 2, respectively
When the digital code 6, 1, and 7 are turned on, the current cell 4 is turned on at the time of the digital code 1, so that the sum of the output current characteristics becomes ± 0. The sum of the output current characteristics at 5, 6, and 7 is +1, ± 0, +2, ± 0, +3, and ±, respectively.
It becomes 0.
【0027】このように、中央部から両端部に交互に電
流セル1〜7をオン状態にした場合、出力電流特性の合
計は、ディジタルコード1,3,5および7の時に±0
となるが、ディジタルコード2,4および6の時にプラ
ス側に偏ってしまうことが判る。また、図示していない
が、端部から中央部に交互に電流セル1〜7をオン状態
にした場合、出力電流特性の合計は、ディジタルコード
2,4,6および7の時に±0となるが、ディジタルコ
ード1,3および5の時にプラス側またはマイナス側に
偏ってしまう。As described above, when the current cells 1 to 7 are alternately turned on from the center to both ends, the sum of the output current characteristics is ± 0 at the digital codes 1, 3, 5, and 7.
However, it can be seen that the digital codes 2, 4 and 6 are biased to the plus side. Although not shown, when the current cells 1 to 7 are alternately turned on from the end to the center, the sum of the output current characteristics becomes ± 0 when the digital codes are 2, 4, 6, and 7. Are shifted to the plus side or the minus side at the time of the digital codes 1, 3 and 5.
【0028】次に、図13(c)および図14(c)に
示すように、ディジタルコード1,2,3,4,5,6
および7の時に、それぞれ電流セル2,6,1,5,
4,7および3をオン状態にした場合、ディジタルコー
ド1の時は電流セル2がオン状態となるため、出力電流
特性の合計は+2となり、以下同様に、ディジタルコー
ド2,3,4,5,6および7の時の出力電流特性の合
計は、それぞれ±0,+3,+2,+2,−1および±
0となる。Next, as shown in FIGS. 13 (c) and 14 (c), the digital codes 1, 2, 3, 4, 5, 6
And at time 7, current cells 2, 6, 1, 5, respectively
When 4, 7, and 3 are turned on, the current cell 2 is turned on at the time of digital code 1, so that the sum of the output current characteristics becomes +2, and similarly, the digital codes 2, 3, 4, 5 , 6 and 7 are ± 0, +3, +2, +2, −1 and ±, respectively.
It becomes 0.
【0029】このように、ランダムに電流セル1〜7を
オン状態にした場合、出力電流特性の合計は、ディジタ
ルコード2および7の時に±0となるが、これ以外の時
にランダムにプラス側またはマイナス側に偏ってしまう
ことが判る。As described above, when the current cells 1 to 7 are turned on at random, the sum of the output current characteristics becomes ± 0 at the time of the digital codes 2 and 7; It turns out that it is biased to the minus side.
【0030】従って、それぞれの電流セル1〜7の出力
電流特性にばらつきが存在する場合、電流セル1〜7を
オン状態にする順番によっては、電流セル型DAコンバ
ータの出力電流特性の出力直線性が劣化し、その精度が
悪化するという問題点があった。Therefore, when the output current characteristics of the current cells 1 to 7 vary, the output linearity of the output current characteristics of the current cell type DA converter depends on the order in which the current cells 1 to 7 are turned on. However, there is a problem that the accuracy is deteriorated.
【0031】次に、この問題点を解決するために、特開
平4−262622号公報に開示されたD/Aコンバー
タについて、図9および図10(a)〜(d)に示す電
流セル型DAコンバータ30と対比させながら説明を行
う。Next, in order to solve this problem, a D / A converter disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-262622 has been described with reference to FIGS. 9 and 10 (a) to 10 (d). The description will be made in comparison with the converter 30.
【0032】この公報に開示されたD/Aコンバータ
は、上述する電流セルブロック14に相当する電流変換
部と、デコーダ12に相当する切換え手段とから構成さ
れている。ここで、電流変換部は、電流セル32に相当
する複数個(i×n個)の制御素子から構成され、これ
らの制御素子はi個を1つのブロックとして、n個のブ
ロックに分割されている。また、これらの制御素子は、
全体の出力電流特性のばらつきの平均電流に対して上下
対称な位置の電流値を有するものがブロック毎に選択さ
れ、共通接続されてi個の出力を形成している。また、
切換え手段は、これらのi個の出力と出力端子との接続
をディジタル量に応じて制御するものである。The D / A converter disclosed in this publication includes a current converter corresponding to the above-described current cell block 14 and switching means corresponding to the decoder 12. Here, the current converter is composed of a plurality of (i × n) control elements corresponding to the current cells 32. These control elements are divided into n blocks, where i is one block. I have. Also, these control elements are
Those having current values at positions vertically symmetrical with respect to the average current of the variation of the entire output current characteristic are selected for each block and connected in common to form i outputs. Also,
The switching means controls the connection between the i outputs and the output terminals according to the digital amount.
【0033】このD/Aコンバータによれば、従来のn
倍の制御素子を設けてn個のブロックに分割し、全体の
出力電流特性のばらつきの平均電流に対して上下対称な
位置の電流値を有する制御素子をブロック毎に選択し、
これらを共通接続してi個の出力を得ることにより、i
個の出力における出力電流量の和がそれぞれの出力で等
しくされるため、制御素子の位置に対する電流量のばら
つきによる電流変換部の各出力の誤差を解消し、直線性
を改善することができるとしている。According to this D / A converter, the conventional n
Double control elements are provided and divided into n blocks, and a control element having a current value at a vertically symmetric position with respect to the average current of the variation of the entire output current characteristic is selected for each block,
By connecting these in common to obtain i outputs, i
Since the sum of the output current amounts of the outputs is equalized at each output, it is possible to eliminate the error of each output of the current conversion unit due to the variation of the current amount with respect to the position of the control element and improve the linearity. I have.
【0034】しかしながら、このD/Aコンバータは、
従来技術により同一分解能のDAコンバータを構成する
場合と比較して、従来のn倍の制御素子数が必要とな
る。従来のn倍の制御素子を形成するために、それぞれ
の制御素子のサイズを小さくしても、そのレイアウト面
積は同一にはならないため、当然レイアウト面積が増大
するという問題点がある。また、制御素子数がn倍にな
ると、制御素子間の配線も複雑になる。このため、レイ
アウトが困難になるだけでなく、配線抵抗や寄生容量な
どによりスピードが低下したり、逆に出力電流特性が変
化してしまうという問題点もある。However, this D / A converter is
As compared with the case where a DA converter having the same resolution is configured by the conventional technology, the number of control elements is n times as large as that of the conventional case. Even if the size of each control element is reduced in order to form a control element n times as large as the conventional one, the layout area does not become the same, so that the layout area naturally increases. Further, when the number of control elements is n times, wiring between control elements becomes complicated. Therefore, not only the layout becomes difficult, but also the speed is reduced due to the wiring resistance and the parasitic capacitance, and the output current characteristic is changed.
【0035】次に、複数のチャネルを有してマクロセル
化されているDAコンバータについて説明する。例え
ば、画像信号処理等に用いられる3ch−DAコンバー
タの出力電流特性は、個々のチャネルのDAコンバータ
内において、電流セル間に上述する出力電流特性のばら
つきを有している他に、個々のチャネルのDAコンバー
タ間にも出力電流特性の傾斜状のばらつきを有している
ものとなる。Next, a DA converter having a plurality of channels and formed into a macro cell will be described. For example, the output current characteristics of the 3ch-DA converter used for image signal processing and the like have the above-described variation in the output current characteristics between the current cells in the DA converter of each channel, as well as the individual channels. The output current characteristics also have a skewed variation between the D / A converters.
【0036】例えば、図15に示される3ch−DAコ
ンバータは、図12に示される出力電流特性を有するD
Aコンバータを図中左側からR色、G色、B色の順に配
置してマクロセル化したものである。同図においては、
個々のチャネルのDAコンバータ間の出力電流特性のば
らつきを各電流セル毎に表示し、同様に、個々のチャネ
ルのDAコンバータ内の各電流セル間の出力電流特性の
ばらつきを各電流セル毎に括弧内に表示してある。For example, the 3ch-DA converter shown in FIG. 15 has a D-channel having the output current characteristic shown in FIG.
The A converter is arranged in the order of R, G, and B colors from the left side in the figure to form a macrocell. In the figure,
The variation of the output current characteristic between the D / A converters of the individual channels is displayed for each current cell. Similarly, the variation of the output current characteristics between the current cells of the D / A converter of the individual channel is indicated in parentheses for each current cell. It is displayed inside.
【0037】この3ch−DAコンバータにおいて、中
央に配置されているG色のDAコンバータの出力電流特
性を±0と仮定すれば、例えば左側に配置されているR
色のDAコンバータは、G色のDAコンバータに対して
プラスの出力電流特性を有し、逆に、右側に配置されて
いるB色のDAコンバータは、G色のDAコンバータに
対してマイナスの出力電流特性を有するもの、あるいは
この逆の出力電流特性を有するものとなる。In this 3ch-DA converter, assuming that the output current characteristic of the G color D / A converter located at the center is ± 0, for example, the R / D
The color D / A converter has a positive output current characteristic with respect to the G color D / A converter. Conversely, the B color D / A converter arranged on the right side has a negative output current characteristic with respect to the G color D / A converter. It has a current characteristic, or has the opposite output current characteristic.
【0038】また、R色、G色、B色のDAコンバータ
の出力電流特性の合計は、フルスケール電圧のときにそ
れぞれ+7,±0,−7となり、出力電流特性のばらつ
きは最大となる。このように、複数のチャネルを有して
マクロセル化されているDAコンバータにおいては、個
々のチャネルのDAコンバータ間にも出力電流特性のば
らつきを有しているため、例えば上記3ch−DAコン
バータにおいては、画面が多少赤みがかった表示になっ
てしまうという問題点がある。The total output current characteristics of the R, G, and B DA converters are +7, ± 0, and -7 at the full scale voltage, respectively, and the variation in the output current characteristics is maximized. As described above, in a DA converter that has a plurality of channels and is made into a macro cell, the output current characteristics also vary among the DA converters of the individual channels. However, there is a problem that the screen is displayed with a little reddish color.
【0039】[0039]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、各々の電流セル
をオン状態およびオフ状態にする順番を制御することに
より、単チャネルあるいは多チャネルのいずれの場合で
あっても、出力電流特性の傾斜状のばらつきを解消し
て、その直線性を向上させることができる電流セル型D
Aコンバータを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a single-channel or multi-channel system by controlling the order in which each current cell is turned on and off, in view of the problems of the prior art. In either case, the current cell type D that can eliminate the slope-like variation of the output current characteristic and improve its linearity
An A-converter is provided.
【0040】[0040]
【0041】[0041]
【0042】[0042]
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため
に 、本発明は、半導体チップの端部に配置され、各々の
チャネルごとに、入力されるディジタル信号のビット数
に応じた分解能を有するアナログ信号を出力する複数チ
ャネルの電流セル型DAコンバータであって、各々のチ
ャネルごとに、前記ディジタル信号をデコードしてデコ
ード信号を出力するデコーダと、各チャネルの前記アナ
ログ信号の分解能に応じて所要の駆動能力および個数の
電流セルが前記複数チャネルについて列状にかつその中
央に配置された電流セルに対して対称に配列され、それ
ぞれのチャネルのそれぞれの電流セルがそれぞれのチャ
ネルの前記デコード信号により制御される電流セルブロ
ックとを備え、複数のチャネルの内の1つのチャネルに
ついては、その1つの前記電流セルが前記列状に配列さ
れた電流セルの中で中央に配置され、残りの電流セルが
前記中央に配置された電流セルに対して対称に配置さ
れ、残りのチャネルの各々については、各々のチャネル
ごとに、前記中央に配置された電流セルに対してその半
分の駆動能力を持つ2個の電流セルが一対として対称に
配置され、残りの電流セルが前記中央に配置された電流
セルと同一の駆動能力を持ち、かつ前記中央に配置され
た電流セルおよび各チャネルの前記中央に配置された一
対の電流セルに対して対称に配置され、前記複数の全て
のチャネルの各々のチャネルについて、前記列状に配列
された電流セルの中で前記中央に配置された電流セルま
たは前記中央に配置された一対の電流セルは、前記ディ
ジタル信号が奇数の時にオン状態にされ、前記ディジタ
ル信号が偶数の時にオフ状態にされ、前記中央に配置さ
れた電流セルおよび前記中央に配置された一対の電流セ
ルを中心として、これらの中央に配置された電流セルま
たは中央に配置された一対の電流セルの外側の両側の対
称位置に配置された電流セル対は、前記ディジタル信号
に応じて、前記対称位置に配置された電流セル対毎に同
時にオン状態またはオフ状態にされることを特徴とする
電流セル型DAコンバータを提供する。 [MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
Further, the present invention is a multi-channel current cell type D / A converter arranged at an end of a semiconductor chip and outputting, for each channel, an analog signal having a resolution corresponding to the number of bits of an input digital signal. A decoder for decoding the digital signal and outputting a decoded signal for each channel, and a current cell having a required driving capacity and a required number of cells in a column for the plurality of channels according to the resolution of the analog signal of each channel. And a current cell block which is arranged symmetrically with respect to a current cell arranged at the center thereof, wherein each current cell of each channel is controlled by the decode signal of each channel. , The one of the current cells is one of the current cells arranged in the row. Centrally located, the remaining current cells being symmetrically arranged with respect to the centrally located current cell, and for each of the remaining channels, for each channel, with respect to the centrally located current cell. And two current cells having half the driving capability are symmetrically arranged as a pair, and the remaining current cells have the same driving capability as the current cell arranged at the center, and the current cells arranged at the center are arranged. Cells and a pair of current cells arranged in the center of each channel symmetrically with respect to each of the plurality of channels, for each channel of the plurality of channels, the center of the current cells arranged in the row. An arranged current cell or the pair of centrally arranged current cells are turned on when the digital signal is odd, and turned off when the digital signal is even; With the current cell arranged in the center and the pair of current cells arranged in the center as the centers, the symmetrical positions on both sides outside the centrally arranged current cell or the pair of current cells arranged in the center. A current cell type DA converter is provided, wherein the arranged current cell pairs are simultaneously turned on or off for each current cell pair arranged at the symmetric position according to the digital signal.
【0043】ここで、前記中央に配置された一対の電流
セルは、各チャネルについて、前記中央に配置された電
流セルに対して線対称な位置に配置されるのが好まし
く、前記中央に配置された一対の電流セルの各々は、前
記中央に配置された電流セルとセル幅が同じでセル高さ
が半分の電流セルであるのが好ましい。Here, the pair of current cells arranged at the center are preferably arranged at positions symmetrical with respect to the current cells arranged at the center for each channel, and are arranged at the center. Each of the pair of current cells is preferably a current cell having the same cell width and half the cell height as the current cell arranged in the center.
【0044】また、前記中央に配置された一対の電流セ
ルの各々は、前記中央に配置された電流セルを構成する
トランジスタの数は変えないで、これらのトランジスタ
のサイズを半分にして構成したものであるのが好まし
く、前記中央に配置された一対の電流セルの各々は、複
数の電流セル片からなり、これらの複数の電流セル片
は、前記中央に配置された電流セルに対して線対称な位
置に配置されるのが好ましい。Each of the pair of current cells disposed at the center is formed by halving the size of these transistors without changing the number of transistors constituting the current cell disposed at the center. Preferably, each of the pair of centrally located current cells comprises a plurality of current cell pieces, and the plurality of current cell pieces are line-symmetric with respect to the centrally located current cell. It is preferable to be arranged at a suitable position.
【0045】また、前記中央に配置された一対の電流セ
ルは、各チャネルについて、前記中央に配置された電流
セルの中心に対して点対称な位置に配置されるのが好ま
しく、前記中央に配置された電流セルおよび前記対称位
置に配置された電流セル対の各電流セルは、前記中央に
配置された一対の電流セルの各電流セルとセル高さが同
じでセル幅が2倍の電流セルであるのが好ましい。Preferably, the pair of current cells disposed at the center are disposed at points symmetrical with respect to the center of the current cell disposed at the center for each channel. The current cell having the same cell height and twice the cell width as the current cell of the pair of current cells disposed at the center is the same as the current cell of the pair of current cells arranged at the symmetric position. It is preferred that
【0046】また、前記中央に配置された一対の電流セ
ルの各々は、複数の電流セル片からなり、これらの複数
の電流セル片は、前記中央に配置された電流セルの中心
に対して点対称な位置に配置されるのが好ましく、前記
電流セルは、所定電流を駆動する定電流源と、この定電
流源により駆動される所定電流を出力端子またはグラン
ドに切り替えて出力する第1および第2のスイッチ素子
とを有して構成され、前記第1および第2のスイッチ素
子の制御端子は前記ディジタル信号の値に応じて排他的
に制御されるのが好ましい。Further, each of the pair of current cells arranged at the center is composed of a plurality of current cell pieces, and these plurality of current cell pieces are pointed with respect to the center of the current cell arranged at the center. Preferably, the current cells are arranged at symmetric positions, and the current cell includes a constant current source for driving a predetermined current, and first and second output terminals for switching the predetermined current driven by the constant current source to an output terminal or ground. It is preferable that the control terminals of the first and second switch elements are exclusively controlled in accordance with the value of the digital signal.
【0047】また、上記電流セル型DAコンバータであ
って、さらに、前記第1および第2のスイッチ素子の制
御端子に入力される信号を保持するラッチを備えている
のが好ましく、さらに、前記電流セルが駆動する電流量
を調整するためのアジャスト用電流セルを少なくとも2
つ有しているのが好ましい。Further, the current cell type DA converter preferably further comprises a latch for holding a signal inputted to a control terminal of the first and second switch elements. At least two adjusting current cells for adjusting the amount of current driven by the cells
It is preferable to have one.
【0048】また、前記中央に配置された電流セルおよ
び各チャネルの前記中央に配置された一対の電流セル
は、対応するチャネルの前記ディジタル信号の中の1ビ
ットを前記デコード信号として直接制御され、前記中央
に配置された電流セルまたは前記中央に配置された一対
の電流セルの両外側の対称位置に配置された電流セル対
は、前記デコーダから出力されるデコード信号により、
各々の対称位置に配置された電流セル対毎に同時に制御
されるのが好ましい。The centrally located current cell and the pair of centrally located current cells of each channel are directly controlled by one bit of the digital signal of the corresponding channel as the decode signal, A current cell pair arranged at symmetrical positions on both outer sides of the centrally arranged current cell or the pair of centrally arranged current cells, by a decode signal output from the decoder,
Preferably, control is simultaneously performed for each current cell pair located at each symmetric position.
【0049】[0049]
【0050】[0050]
【0051】[0051]
【作用】本発明の電流セル型DAコンバータは、比較的
大きな半導体チップの中に用いられる1つの機能ブロッ
クとして、この半導体チップの端部(周辺部)に、より
好ましくは半導体チップのコーナー部に配置されるもの
である。このため、本発明の電流セル型DAコンバータ
が出力電流特性にばらつきを有する場合、必然的に傾斜
状の出力電流特性のばらつきを有するものとなる。な
お、多チャネルのDAコンバータに本発明を適用した場
合、個々のチャネルのDAコンバータの各電流セルは、
中央位置に配置される電流セルを中心として、その両側
の対称位置にそれぞれ配置される。The current cell type DA converter according to the present invention, as one functional block used in a relatively large semiconductor chip, is provided at an end (peripheral portion) of the semiconductor chip, more preferably at a corner of the semiconductor chip. Is to be placed. Therefore, when the current cell type DA converter of the present invention has a variation in the output current characteristic, the output current characteristic necessarily has a variation in the sloped output current characteristic. When the present invention is applied to a multi-channel D / A converter, each current cell of the D / A converter of each channel is
The current cells are arranged at symmetrical positions on both sides of the current cell arranged at the center.
【0052】また、本発明の電流セル型DAコンバータ
において、一列に配列された電流セルの中で中央に配置
された電流セルは、ディジタル信号が奇数の時にオン状
態に制御され、逆に、偶数の時にオフ状態に制御され
る。また、この中央に配置された電流セルを中心とし
て、この中央に配置された電流セルの両側の対称位置に
配置される電流セル対は、ディジタル信号の値に応じて
オン状態またはオフ状態に制御される。In the current cell type DA converter according to the present invention, the current cell arranged at the center among the current cells arranged in a line is controlled to be turned on when the digital signal is an odd number. Is turned off at the time of. With the current cell located at the center as a center, the current cell pairs located at symmetrical positions on both sides of the current cell located at the center are controlled to be in an on state or an off state according to the value of the digital signal. Is done.
【0053】即ち、本発明の電流セル型DAコンバータ
は、必然的に傾斜状の出力電流特性のばらつきを有する
ため、一列に配列された電流セルの中で中央に配置され
た電流セルの出力電流特性を±0とすれば、その両側の
対称位置に配置された電流セルは、それぞれプラス側お
よびマイナス側に等しい出力電流特性を有するものとな
る。このため、対称位置に配置された電流セル対を同時
にオン状態またはオフ状態に制御することにより、これ
らの電流セル対が互いの出力電流特性を相殺し、常にそ
の出力電流特性を±0にすることができる。That is, since the current cell type DA converter of the present invention necessarily has an inclined output current characteristic variation, the output current of the current cell arranged at the center among the current cells arranged in a line If the characteristics are ± 0, the current cells arranged at symmetrical positions on both sides thereof have output current characteristics equal to the plus side and the minus side, respectively. For this reason, by simultaneously controlling the current cell pairs arranged at the symmetrical positions to the ON state or the OFF state, these current cell pairs cancel each other's output current characteristics, and always keep the output current characteristics ± 0. be able to.
【0054】従って、本発明の電流セル型DAコンバー
タによれば、単チャネルあるいは多チャネルのDAコン
バータのいずれの場合であっても、半導体チップの端部
にこの電流セル型DAコンバータを配置し、この出力電
流特性の傾斜状のばらつきを相殺するように、個々の電
流セルのオン状態およびオフ状態を制御することによっ
て、出力電流特性を常に±0にすることができるため、
出力電流特性の直線性を改善して、その精度を向上させ
ることができる。また、従来方式の同等の精度に対し
て、L長の小さい定電流トランジスタを使用しても回路
的に補償できる。Therefore, according to the current cell type D / A converter of the present invention, the current cell type D / A converter is arranged at the end of the semiconductor chip regardless of the case of a single-channel or multi-channel D / A converter. By controlling the ON state and the OFF state of each current cell so as to offset the slope-like variation of the output current characteristics, the output current characteristics can always be made ± 0,
The linearity of the output current characteristics can be improved, and the accuracy can be improved. In addition, even if a constant current transistor having a small L length is used, the circuit can be compensated for the same accuracy as that of the conventional method.
【0055】[0055]
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明の電流セル型DAコンバータを
詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a current cell type DA converter according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
【0056】図1は、本発明の電流セル型DAコンバー
タの一実施例のブロック図である。この電流セル型DA
コンバータ10は、ディジタル信号をデコードしてデコ
ード信号を出力するデコーダ12と、アナログ信号の分
解能に応じた個数の電流セルが一列に配列された電流セ
ルブロック14とを有している。また、デコーダ12に
は所定ビット数のディジタル信号が入力され、デコーダ
12から出力されるデコード信号は電流セルブロック1
4に入力され、電流セルブロック14からはディジタル
信号のビット数に応じた分解能を有するアナログ信号が
出力される。FIG. 1 is a block diagram of a current cell type DA converter according to an embodiment of the present invention. This current cell type DA
The converter 10 has a decoder 12 for decoding a digital signal and outputting a decoded signal, and a current cell block 14 in which current cells of a number corresponding to the resolution of the analog signal are arranged in a line. A digital signal of a predetermined number of bits is input to the decoder 12, and a decode signal output from the decoder 12 is a current cell block 1
4, an analog signal having a resolution corresponding to the number of bits of the digital signal is output from the current cell block 14.
【0057】ここで、デコーダ12は、例えばnビット
のディジタル信号が上位naビットおよび下位nbビッ
トから構成されるとき、上位naビットの中の上位(n
a−1)ビットをデコードし、(2na-1−1)本の上位
デコード信号を出力する上位ビット用デコーダ12a
と、同様に、例えば下位nbビットの中の上位(nb−
1)ビットをデコードして(2nb-1−1)本の下位デコ
ード信号を出力する下位ビット用デコーダ12bとに分
割されている。Here, for example, when the n-bit digital signal is composed of upper na bits and lower nb bits, the decoder 12 outputs the upper (n) bits of the upper na bits.
a-1) upper bit decoder 12a which decodes bits and outputs (2 na-1 -1) upper decoded signals
Similarly, for example, the upper (nb−
1) a lower bit decoder 12b which decodes bits and outputs (2 nb-1 -1) lower decoded signals.
【0058】また、電流セルブロック14は、例えば2
nbLSB分の電流を駆動することができる上位ビット用
電流セル16aを(2na−1)個、より正確には、一列
に配列された上位ビット用電流セルブロック14aの中
で、その中央に配置される1個の上位ビット用電流セル
16aおよびその両側の対称位置に配置される(2na -1
−1)個の上位ビット用電流セル対16a,16aを有
する上位ビット用電流セルブロック14aと、例えば1
LSB分の電流を駆動することができる下位ビット用電
流セル16bを(2nb−1)個、同様に、一列に配列さ
れた下位ビット用電流セルブロック14bの中で、その
中央に配置される1個の下位ビット用電流セル16bお
よびその両側の対称位置に配置される(2nb-1−1)個
の下位ビット用電流セル対16b,16bを有する下位
ビット用電流セルブロック14bとに分割されている。The current cell block 14 is, for example, 2
In the middle of the (2 na -1) upper bit current cells 16a, or more precisely, the upper bit current cell blocks 14a arranged in a line, capable of driving nb LSB of current. The one upper bit current cell 16a to be arranged and the symmetrical positions on both sides thereof (2 na -1)
-1) an upper bit current cell block 14a having upper bit current cell pairs 16a, 16a;
The (2 nb -1) lower-bit current cells 16b capable of driving the current of the LSB are similarly arranged at the center of the lower-bit current cell blocks 14b arranged in a line. It is divided into one lower bit current cell 16b and a lower bit current cell block 14b having (2 nb-1 -1) lower bit current cell pairs 16b, 16b arranged symmetrically on both sides thereof. Have been.
【0059】ここで、(2na-1−1)本の上位デコード
信号は、(2na-1−1)個の上位ビット用電流セル対1
6a,16aを1対1に制御するものであり、同様に、
(2 nb-1−1)本の下位デコード信号は、(2nb-1−
1)個の下位ビット用電流セル対16b,16bを1対
1に制御するものである。また、上位ビット用電流セル
ブロック14aの中で、その中央に配置される1個の上
位ビット用電流セル16aは、上位ビット用デコーダ1
2aによってデコードされない、上位naビットの中の
残りの下位1ビットにより直接制御され、同様に、下位
ビット用電流セルブロック14bの中で、その中央に配
置される1個の下位ビット用電流セル16bは、下位ビ
ット用デコーダ12bによってデコードされない、下位
nbビットの中の残りの下位1ビットにより直接制御さ
れる。Here, (2)na-1-1) Top decoding of books
The signal is (2na-1-1) current cell pairs 1 for upper bits
6a and 16a are controlled on a one-to-one basis.
(2 nb-1-1) lower decoding signals are (2)nb-1−
1) One pair of current cells 16b, 16b for lower bits
1 is controlled. Also, the current cell for the upper bit
One of the blocks located at the center of the block 14a
The high-order bit current cell 16a is
In the upper na bits, not decoded by 2a
Directly controlled by the remaining lower one bit,
In the center of the bit current cell block 14b,
The one lower-order bit current cell 16b is connected to the lower bit.
Not decoded by the decoding decoder 12b,
directly controlled by the remaining lower 1 bit of the nb bits
It is.
【0060】例えば、この電流セル型DAコンバータ1
0が、8ビットのディジタル信号を分解能256LSB
のアナログ信号に変換するものであるとき、ディジタル
信号の上位4ビットの中の上位3ビットが上位ビット用
デコーダ12aに入力され、下位4ビットの中の上位3
ビットが下位ビット用デコーダ12bに入力され、上位
ビット用デコーダ12aからは7本の上位デコード信号
が出力され、同様に、下位ビット用デコーダ12bから
は7本の下位デコード信号が出力される。For example, the current cell type DA converter 1
0 indicates that the 8-bit digital signal has a resolution of 256 LSB.
, The upper three bits of the upper four bits of the digital signal are input to the upper bit decoder 12a, and the upper three bits of the lower four bits are converted.
The bits are input to the lower bit decoder 12b, and the upper bit decoder 12a outputs seven higher decode signals, and similarly, the lower bit decoder 12b outputs seven lower decode signals.
【0061】また、上位ビット用電流セルブロック14
aは、16LSB分の電流を駆動することができる上位
ビット用電流セル16aを15個、より正確には、一列
に配列された上位ビット用電流セルブロック14aの中
で、その中央に配置される1個の上位ビット用電流セル
16aおよびその両側の対称位置に配置される7個の上
位ビット用電流セル対16a,16aを有しており、同
様に、下位ビット用電流セルブロック14bは、1LS
B分の電流を駆動することができる下位ビット用電流セ
ル16bを15個、より正確には、一列に配列された下
位ビット用電流セルブロック14bの中で、その中央に
配置される1個の下位ビット用電流セル16bおよびそ
の両側の対称位置に配置される7個の下位ビット用電流
セル対16b,16bを有している。The upper bit current cell block 14
“a” is arranged at the center of fifteen upper-bit current cells 16a capable of driving a current of 16 LSB, more precisely, in the upper-bit current cell block 14a arranged in a line. One upper-bit current cell 16a and seven upper-bit current cell pairs 16a, 16a arranged at symmetrical positions on both sides of the current cell 16a. Similarly, the lower-bit current cell block 14b includes 1LS
Fifteen lower bit current cells 16b capable of driving a current of B, more precisely one of the lower bit current cell blocks 14b arranged in a line, are disposed at the center of the current cell block 14b. It has a lower bit current cell 16b and seven lower bit current cell pairs 16b, 16b arranged at symmetrical positions on both sides thereof.
【0062】このように、デコーダ12を上位ビット用
および下位ビット用デコーダ12a,12bに分割し、
なおかつ電流セルブロック14を上位ビット用および下
位ビット用電流セルブロック14a,14bに分割する
ことにより、デコーダ12の回路構成を小さくすること
ができる。例えば、8ビットのディジタル信号をデコー
ドして255(=28 −1)本のデコード信号を生成す
る回路の代わりに、3ビットのディジタル信号をデコー
ドして7(=23 −1)本のデコード信号を生成する回
路を2つ用意すれば良いため、デコーダ12を極めて小
さな回路で構成することが可能になる。As described above, the decoder 12 is divided into upper bit and lower bit decoders 12a and 12b.
Further, by dividing the current cell block 14 into the upper bit and lower bit current cell blocks 14a and 14b, the circuit configuration of the decoder 12 can be reduced. For example, instead of a circuit for decoding an 8-bit digital signal and generating 255 (= 2 8 -1) decoded signals, a 3-bit digital signal is decoded and 7 (= 2 3 -1) lines are decoded. Since it is sufficient to prepare two circuits for generating the decode signal, it is possible to configure the decoder 12 with an extremely small circuit.
【0063】本発明の電流セル型DAコンバータ10
は、全ての電流セル16a,16bを出力信号線28に
並列に接続して構成される。なお、本発明の電流セル型
DAコンバータ10は、比較的大きな半導体チップの中
に形成される1つの比較的小さな機能ブロックとして提
供されるものであり、必ずこの半導体チップの端部(半
導体チップの周辺部)に配置されるものである。従っ
て、一列に配列される電流セル16間に出力電流特性の
ばらつきが生じる場合、そのばらつきは必然的に傾斜状
のばらつきとなる。また、本発明に用いられる電流セル
16a,16bの構成は特に限定されず、例えば図10
(a),(b),(c)および(d)に示される電流セ
ルや、これ以外であっても従来公知のあらゆる種類の電
流セルを用いることができる。ここでは、電流セル16
a,16bの構成は、図10(a)に示される電流セル
32aの構成と同じであるものとして以下の説明を続け
る。The current cell type DA converter 10 of the present invention
Is configured by connecting all the current cells 16a and 16b in parallel to the output signal line 28. It should be noted that the current cell type DA converter 10 of the present invention is provided as one relatively small functional block formed in a relatively large semiconductor chip. Peripheral part). Therefore, when the output current characteristic varies between the current cells 16 arranged in a line, the variation necessarily becomes an inclined variation. The configuration of the current cells 16a and 16b used in the present invention is not particularly limited.
The current cells shown in (a), (b), (c) and (d) and all other types of conventionally known current cells can be used. Here, the current cell 16
The following description will be continued assuming that the configuration of a and 16b is the same as the configuration of the current cell 32a shown in FIG.
【0064】次に、このように構成される電流セル型D
Aコンバータ10の動作について説明する。Next, the current cell type D
The operation of the A converter 10 will be described.
【0065】nビットのディジタル信号がこの電流セル
型DAコンバータ10に入力されると、その上位naビ
ットは上位ビット用デコーダ12aに入力され、デコー
ドされて(2na−1)本の上位デコード信号が上位ビッ
ト用電流セルブロック14aに対して出力される。同様
に、下位nbビットは下位ビット用デコーダ12bに入
力され、デコードされて(2nb−1)本の下位デコード
信号が下位ビット用電流セルブロック14bに対して出
力される。When an n-bit digital signal is input to the current cell type DA converter 10, the upper na bits are input to the upper bit decoder 12a, where they are decoded and subjected to (2 na -1) upper decode signals. Is output to the upper bit current cell block 14a. Similarly, the lower nb bits are input to the lower bit decoder 12b, decoded, and (2 nb -1) lower decoded signals are output to the lower bit current cell block 14b.
【0066】なお、これらの上位および下位デコード信
号は、それぞれディジタル信号の上位ビットおよび下位
ビットの値(ディジタルコード)と同数のデコード信号
がアクティブ状態となる。例えば、ディジタルコードが
0100(2進数)である4ビットのディジタル信号が
入力された場合、これをデコードして得られる15(=
24 −1)本のデコード信号が出力され、15本のデコ
ード信号の中で、4本のデコード信号がアクティブ状態
となる。即ち、4個の電流セル16がオン状態にされ
る。In these upper and lower decoding signals, the same number of decoding signals as the values (digital codes) of the upper and lower bits of the digital signal are activated. For example, if a 4-bit digital signal whose digital code is 0100 (binary number) is input, 15 (=
2 4 -1) decoded signals are output, and among the 15 decoded signals, 4 decoded signals are activated. That is, the four current cells 16 are turned on.
【0067】ここで、電流セル16(図10(a)を参
照)にアクティブ状態、即ち、ハイレベル(例えば5
V)のデコード信号が入力された場合、PMOS20は
完全にオフ状態、PMOS22は完全にオン状態にな
る。また、PMOS18のゲート端には定電圧が印加さ
れているため、PMOS18の定電流Iは、上位ビット
用電流セル16aの場合には16LSB分、または下位
ビット用電流セル16bの場合には1LSB分がPMO
S22を通して出力信号線28側に流れる。Here, the current cell 16 (see FIG. 10A) is in an active state, that is, a high level (for example, 5
When the decode signal V) is input, the PMOS 20 is completely turned off and the PMOS 22 is completely turned on. Further, since a constant voltage is applied to the gate terminal of the PMOS 18, the constant current I of the PMOS 18 is equivalent to 16 LSB in the case of the upper bit current cell 16a or 1 LSB in the case of the lower bit current cell 16b. Is PMO
It flows to the output signal line 28 side through S22.
【0068】一方、電流セル16に非アクティブ状態、
即ち、ロウレベル(例えば0V)のデコード信号が入力
された場合、PMOS20は完全にオン状態、PMOS
22は完全にオフ状態になる。このため、PMOS18
の定電流IはPMOS20を通してグランド側に流れ
る。On the other hand, the inactive state of the current cell 16
That is, when a low-level (for example, 0 V) decode signal is input, the PMOS 20 is completely turned on and the PMOS 20 is turned on.
22 is completely turned off. Therefore, the PMOS 18
Flows through the PMOS 20 to the ground side.
【0069】このように、電流セルブロック14におい
て、アクティブ状態のデコード信号に対応する電流セル
16(16a,16b)だけがオン状態となり、オン状
態となった全ての電流セル16から出力される合計電流
が出力信号線28に出力される。なお、図示していない
が、この電流は終端抵抗により所定電圧レベルに変換さ
れ、入力されたディジタルコードに応じた電圧レベルを
有するアナログ信号として出力される。As described above, in the current cell block 14, only the current cells 16 (16a, 16b) corresponding to the decode signal in the active state are turned on, and the total output from all the current cells 16 turned on is set. The current is output to the output signal line 28. Although not shown, this current is converted to a predetermined voltage level by a terminating resistor and output as an analog signal having a voltage level corresponding to the input digital code.
【0070】次に、本発明の電流セル型DAコンバータ
10の特徴部分となる電流セル16の制御方式につい
て、3ビットのディジタル信号を分解能8LSBのアナ
ログ信号に変換する場合を例に挙げて説明する。即ち、
図12に示すように、7個の電流セル1,2,3,4,
5,6および7が一列に配列され、これらの中で中央に
配置された電流セル4の出力電流特性が±0であり、こ
れらの電流セル1〜7間には傾斜状のばらつきが存在す
るものとして説明を行う。Next, the control method of the current cell 16 which is a characteristic part of the current cell type DA converter 10 of the present invention will be described by taking as an example a case where a 3-bit digital signal is converted into an analog signal having a resolution of 8 LSB. . That is,
As shown in FIG. 12, seven current cells 1, 2, 3, 4,
5, 6 and 7 are arranged in a line, and the output current characteristic of the current cell 4 arranged at the center among them is ± 0, and there is an inclined variation between these current cells 1 to 7. It will be described as if it were.
【0071】ここで、図2は、本発明の電流セル型DA
コンバータの一実施例の出力電流特性図である。なお、
この出力電流特性図において、オン状態にされた電流セ
ルには○印が付されている。また、ディジタルコード0
の時は全ての電流セル1〜7はオフ状態であり、出力電
流特性の合計は当然±0である。FIG. 2 shows a current cell type DA according to the present invention.
FIG. 4 is an output current characteristic diagram of one embodiment of the converter. In addition,
In this output current characteristic diagram, the current cells in the ON state are marked with a circle. Digital code 0
At this time, all the current cells 1 to 7 are in the off state, and the sum of the output current characteristics is naturally ± 0.
【0072】この出力電流特性図に示すように、ディジ
タルコード1の時は、電流セル4がオン状態となるた
め、即ち、出力電流特性が±0の電流セル4だけがオン
状態であるため、出力電流特性の合計は±0である。As shown in the output current characteristic diagram, at the time of the digital code 1, the current cell 4 is turned on, that is, only the current cell 4 whose output current characteristic is ± 0 is turned on. The sum of the output current characteristics is ± 0.
【0073】また、ディジタルコード2の時は、電流セ
ル4がオフ状態になるとともに、電流セル3および5が
同時にオン状態になるため、即ち、出力電流特性が+1
の電流セル3と、出力電流特性が−1の電流セル5が同
時にオン状態になるため、同様に、出力電流特性の合計
は±0となる。In the case of the digital code 2, the current cell 4 is turned off and the current cells 3 and 5 are simultaneously turned on, that is, the output current characteristic is +1.
And the current cell 5 having the output current characteristic of -1 are simultaneously turned on, and similarly, the sum of the output current characteristics becomes ± 0.
【0074】以下同様に、ディジタルコード3の時は、
電流セル3および5がオン状態のままで、さらに電流セ
ル4がオン状態になるため、即ち、出力電流特性がそれ
ぞれ±0,+1,−1の電流セル4,3および5がオン
状態であるため、出力電流特性の合計は±0となる。Similarly, in the case of the digital code 3,
Because the current cells 4 are further turned on while the current cells 3 and 5 remain on, that is, the current cells 4, 3 and 5 whose output current characteristics are ± 0, +1, and −1 are on. Therefore, the sum of the output current characteristics is ± 0.
【0075】次に、ディジタルコード4の時は、電流セ
ル4がオフ状態になるとともに、電流セル3および5が
オン状態のままで、さらに電流セル2および6が同時に
オン状態になるため、即ち、出力電流特性がそれぞれ+
1,−1,+2,−2の電流セル3,5,2および6が
オン状態であるため、出力電流特性の合計は±0とな
る。Next, at the time of the digital code 4, the current cell 4 is turned off, the current cells 3 and 5 are kept on, and the current cells 2 and 6 are simultaneously turned on. , Output current characteristics are +
Since the current cells 3, 5, 2, and 6 of 1, -1, +2, and -2 are in the ON state, the total of the output current characteristics is ± 0.
【0076】次に、ディジタルコード5の時は、電流セ
ル3,5,2および6がオン状態のままで、さらに電流
セル4がオン状態になるため、即ち、出力電流特性がそ
れぞれ±0,+1,−1,+2,−2の電流セル4,
3,5,2および6がオン状態であるため、出力電流特
性の合計は±0となる。Next, at the time of the digital code 5, the current cells 3, 5, 2 and 6 are kept on and the current cell 4 is further on, that is, the output current characteristics are ± 0, +1, -1, +2, -2 current cells 4,
Since 3, 5, 2, and 6 are in the ON state, the sum of the output current characteristics is ± 0.
【0077】次に、ディジタルコード6の時は、電流セ
ル4がオフ状態になるとともに、電流セル3,5,2お
よび6がオン状態のままで、さらに電流セル1および7
が同時にオン状態になるため、即ち、出力電流特性がそ
れぞれ+1,−1,+2,−2,+3および−3の電流
セル3,5,2,6,1および7がオン状態であるた
め、出力電流特性の合計は±0となる。Next, in the case of the digital code 6, the current cell 4 is turned off, the current cells 3, 5, 2 and 6 are kept on, and the current cells 1 and 7 are further turned off.
Are simultaneously turned on, that is, since the current cells 3, 5, 2, 6, 1 and 7 whose output current characteristics are +1, -1, +2, -2, +3 and -3, respectively, are on, The sum of the output current characteristics is ± 0.
【0078】最後に、ディジタルコード7の時は、電流
セル3,5,2,6,1および7がオン状態のままで、
さらに電流セル4がオン状態になるため、即ち、出力電
流特性がそれぞれ±0,+1,−1,+2,−2,+3
および−3の電流セル4,3,5,2,6,1および7
がオン状態であるため、出力電流特性の合計は±0とな
る。Finally, at the time of the digital code 7, while the current cells 3, 5, 2, 6, 1 and 7 remain in the ON state,
Further, the current cell 4 is turned on, that is, the output current characteristics are ± 0, +1, −1, +2, −2, +3, respectively.
And -3 current cells 4, 3, 5, 2, 6, 1 and 7
Are in the ON state, the sum of the output current characteristics is ± 0.
【0079】このように、本発明の電流セル型DAコン
バータ10においては、ディジタルコードが奇数の時
に、電流セルブロック14の中央に配置された電流セル
4がオン状態にされ、ディジタルコードが偶数の時に
は、電流セルブロック14の中央に配置された電流セル
4はオフ状態にされる。また、プラス側およびマイナス
側に同一の出力電流特性を有する1組の電流セル対3お
よび5,電流セル対2および6,電流セル対1および7
は、ディジタルコードの値に応じて、同時にオン状態ま
たはオフ状態にされる。これにより、本発明の電流セル
型DAコンバータ10においては、ディジタルコードに
関係なく出力電流特性のばらつきを常に完全に解消する
ことができるため、その直線性を向上させることができ
る。また、従来方式の同等の精度に対して、L長の小さ
い定電流トランジスタを使用しても回路的に補償でき
る。As described above, in the current cell type DA converter 10 of the present invention, when the digital code is an odd number, the current cell 4 disposed at the center of the current cell block 14 is turned on, and the digital code is an even number. At times, the current cell 4 arranged at the center of the current cell block 14 is turned off. One set of current cell pairs 3 and 5, current cell pairs 2 and 6, and current cell pairs 1 and 7 having the same output current characteristics on the plus side and the minus side
Are simultaneously turned on or off according to the value of the digital code. Thus, in the current cell type DA converter 10 of the present invention, the variation in output current characteristics can always be completely eliminated irrespective of the digital code, so that the linearity thereof can be improved. In addition, even if a constant current transistor having a small L length is used, the circuit can be compensated for the same accuracy as that of the conventional method.
【0080】なお、図1に示す電流セル型DAコンバー
タ10のように、電流セルブロック14が上位ビット用
および下位ビット用電流セルブロック14a,14bに
分割されている場合、本発明の電流セル型DAコンバー
タ10に用いられる電流セル16の制御方式は、1つの
上位ビット用電流セル16aから出力される電流は大き
いため、即ち、出力電流特性のばらつきも大きいため、
上位ビット用電流セルブロック14aに適用するのが特
に効果的である。また、上位ビット用および下位ビット
用電流セルブロック14a,14bの両方に適用するの
が最も好ましいのは言うまでもないことである。When the current cell block 14 is divided into upper bit and lower bit current cell blocks 14a and 14b as in the current cell type DA converter 10 shown in FIG. The control method of the current cell 16 used in the DA converter 10 is such that the current output from one upper-bit current cell 16a is large, that is, the output current characteristics vary widely,
It is particularly effective to apply it to the upper bit current cell block 14a. Needless to say, it is most preferable to apply to both the upper bit and lower bit current cell blocks 14a and 14b.
【0081】また、本発明の電流セル型DAコンバータ
10において、上述する電流セル1〜7はデコーダ12
より出力されるデコード信号により制御されるが、電流
セルブロック14の中央に配置された電流セル16のオ
ン状態およびオフ状態の切替えは、ディジタル信号の中
の1ビットの信号で直接制御することができる。また、
プラス側およびマイナス側に同一の出力電流特性を有す
る1組の電流セル対は、同時にオン状態およびオフ状態
に制御することができるため、即ち、これらの電流セル
対は1本のデコード信号で制御することができるため、
これらを制御するデコード信号を半減することができ、
デコーダ12の構造をさらに極めて簡単にすることがで
きるという利点を持っている。In the current cell type DA converter 10 of the present invention, the current cells 1 to 7 described above
The on / off state of the current cell 16 arranged at the center of the current cell block 14 can be controlled directly by a 1-bit signal in the digital signal. it can. Also,
One set of current cell pairs having the same output current characteristics on the plus side and the minus side can be simultaneously turned on and off, that is, these current cell pairs are controlled by one decode signal. Because you can
The decoding signal controlling these can be halved,
This has the advantage that the structure of the decoder 12 can be further simplified.
【0082】ここで、図3に、本発明の電流セル型DA
コンバータの一実施例の全体概念図を示す。図示例の電
流セル型DAコンバータ50は、8ビットのディジタル
信号を256LSBのアナログ信号に変換するものであ
る。このDAコンバータ50は、上位および下位ビット
用デコーダ52,54、上位および下位ビット用電流セ
ルブロック56,58の他に、さらにフリップフロップ
FFL7〜FFL0,FFS7〜FFS0、タイミング
調整用遅延回路BFL7〜BFL0,BFS7〜BFS
0、定電位発生回路60等を有して構成されている。FIG. 3 shows a current cell type DA of the present invention.
1 shows an overall conceptual diagram of an embodiment of a converter. The illustrated current cell type DA converter 50 converts an 8-bit digital signal into a 256 LSB analog signal. The DA converter 50 includes flip-flops FFL7 to FFL0, FFS7 to FFS0, and timing adjustment delay circuits BFL7 to BFL0 in addition to the upper and lower bit decoders 52 and 54, the upper and lower bit current cell blocks 56 and 58. , BFS7-BFS
0, a constant potential generating circuit 60 and the like.
【0083】図中電流セルL0は、16LSBの電流を
駆動する上位ビット用電流セル(CS×16)であり、
電流セルL7〜L1は、16LSBの電流を駆動する上
位ビット用電流セルを2つ組み合わせて32LSBの電
流を駆動する上位ビット用電流セル対(CS×32)で
ある。電流セルL0はディジタル信号D4により直接制
御され、電流セル対L7〜L1の各々は、それぞれ共通
のデコード信号により制御される。また、電流セルS7
〜S0についても全く同様である。The current cell L0 in the figure is a higher-order bit current cell (CS × 16) for driving a current of 16 LSB.
The current cells L7 to L1 are an upper bit current cell pair (CS × 32) that drives a 32 LSB current by combining two upper bit current cells that drive a 16 LSB current. The current cell L0 is directly controlled by the digital signal D4, and each of the current cell pairs L7 to L1 is controlled by a common decode signal. Further, the current cell S7
The same applies to 〜S0.
【0084】なお、電流セルL0および電流セルS0
は、それぞれディジタル信号D4およびD0により直接
制御されているが、本発明はこれに限定されず、例えば
ディジタル信号D4およびD0をそれぞれデコーダ52
および54に入力して、これをデコード信号としてデコ
ーダ52および54から直接出力させ、これらのデコー
ド信号(即ち、ディジタル信号D4およびD0)により
直接制御されるように構成しても良い。The current cell L0 and the current cell S0
Are directly controlled by digital signals D4 and D0, respectively, but the present invention is not limited to this. For example, digital signals D4 and D0
And 54, which are output directly from the decoders 52 and 54 as decode signals, and may be configured to be directly controlled by these decode signals (ie, the digital signals D4 and D0).
【0085】また、タイミング調整用遅延回路BFL7
〜BFL0,BFS7〜BFS0は、フリップフロップ
FFL7〜FFL0,FFS7〜FFS0の出力の遅延
時間のずれを調整するものであって、例えば複数個の直
列接続されたバッファ等で構成される。The timing adjustment delay circuit BFL7
BFL0, BFS7 to BFS0 adjust the delay time of the output of the flip-flops FFL7 to FFL0, FFS7 to FFS0, and are composed of, for example, a plurality of serially connected buffers.
【0086】定電位発生回路60は、出力端子IOUT
に外付けされる抵抗素子64とともに用いられ、出力端
子IOUTにおける出力電圧を調整するものであって、
図示例においては、PMOS62および抵抗素子64に
より構成されている。PMOS62のソース端は電源に
接続され、そのゲート端およびドレイン端は短絡され
て、個々の電流セルL7〜L0,S7〜S0内の定電流
源となるPMOS18(図10(a)参照)のゲート端
に接続されている。また、抵抗素子64の一方の端子は
PMOS62のドレイン端に接続され、その他方の端子
はグランドに接続されている。The constant potential generating circuit 60 has an output terminal IOUT
Is used together with a resistance element 64 externally connected to the output terminal to adjust an output voltage at an output terminal IOUT,
In the illustrated example, it is configured by a PMOS 62 and a resistance element 64. The source terminal of the PMOS 62 is connected to the power supply, the gate terminal and the drain terminal thereof are short-circuited, and the gate of the PMOS 18 (see FIG. 10A) serving as a constant current source in each of the current cells L7 to L0 and S7 to S0. Connected to the end. One terminal of the resistance element 64 is connected to the drain end of the PMOS 62, and the other terminal is connected to the ground.
【0087】なお、図4に示されるように、定電位発生
回路60の代わりに、電流セル1個分の電流値を決める
ための調整用の電流セルであるアジャスト用電流セルF
Sを用いることもできる。外付け回路である抵抗素子6
6の抵抗値に応じて、アジャスト用電流セルFSの出力
する電流量を決定する。このとき、アジャスト用電流セ
ルFSの出力する電流量をその個数で割り算した値が電
流セル1個当たりの電流量となる。このようにして、電
流セルの電流量が決定される。なお、アジャスト用電流
セルFSは、その配置の対称性を考慮して、少なくとも
2つ以上用いるのが好ましい。As shown in FIG. 4, instead of constant potential generating circuit 60, adjusting current cell F, which is an adjusting current cell for determining a current value for one current cell, is used.
S can also be used. Resistance element 6 as an external circuit
6, the amount of current output from the adjustment current cell FS is determined. At this time, a value obtained by dividing the amount of current output from the adjustment current cell FS by the number is the amount of current per current cell. Thus, the amount of current of the current cell is determined. It is preferable to use at least two or more adjustment current cells FS in consideration of the symmetry of the arrangement.
【0088】このDAコンバータ50において、ディジ
タル信号D7〜D0の内、ディジタル信号D7〜D5は
上位ビット用デコーダ52に入力され、同様に、ディジ
タル信号D3〜D1は下位ビット用デコーダ54に入力
される。In this DA converter 50, of the digital signals D7 to D0, the digital signals D7 to D5 are input to the upper bit decoder 52, and similarly, the digital signals D3 to D1 are input to the lower bit decoder 54. .
【0089】上位ビット用デコーダ52から出力される
上位デコード信号およびディジタル信号D4は、フリッ
プフロップFFL7〜FFL0にそれぞれラッチされ、
タイミング調整用遅延回路BFL7〜BFL0を経て上
位ビット用電流セルブロック56に入力される。同様
に、下位ビット用デコーダ54から出力される下位デコ
ード信号およびディジタル信号D0は、フリップフロッ
プFFS7〜FFS0にそれぞれラッチされ、タイミン
グ調整用遅延回路BFS7〜BFS0を経て下位ビット
用電流セルブロック58に入力される。The upper decode signal and digital signal D4 output from upper bit decoder 52 are latched by flip-flops FFL7 to FFL0, respectively.
It is input to the upper-order bit current cell block 56 via the timing adjustment delay circuits BFL7 to BFL0. Similarly, the lower decode signal and the digital signal D0 output from the lower bit decoder 54 are latched by flip-flops FFS7 to FFS0, respectively, and input to the lower bit current cell block 58 via the timing adjustment delay circuits BFS7 to BFS0. Is done.
【0090】ここで、図5に、上位および下位ビット用
電流セルの配置例を示す。同図に示されるように、上位
ビット用電流セルL7〜L0は、電流セルL0が中央位
置に配置され、その両側の対称位置に、それぞれ電流セ
ル対L1〜L7が配置されている。また、下位ビット用
電流セルS7〜S0は、上位ビット用電流セルの図中左
右方向の中央位置に上下方向に配置されている。電流セ
ルS0がその中央位置に配置され、その両側の対称位置
に、それぞれ電流セル対S1〜S7が配置されている。FIG. 5 shows an example of the arrangement of the current cells for the upper and lower bits. As shown in the figure, in the upper bit current cells L7 to L0, the current cell L0 is arranged at the center position, and current cell pairs L1 to L7 are arranged at symmetrical positions on both sides thereof. Further, the lower bit current cells S7 to S0 are arranged vertically at the center of the upper bit current cell in the horizontal direction in the drawing. The current cell S0 is arranged at the center position, and current cell pairs S1 to S7 are arranged at symmetrical positions on both sides thereof.
【0091】このように、下位ビット用電流セルS7〜
S0を上位ビット用電流セルL7〜L0の中央位置に配
置することにより、下位ビットからの繰り上がり(桁上
がり)のときのずれを少なくすることができるという利
点がある。As described above, the lower bit current cells S7 to
By arranging S0 at the center position of the upper bit current cells L7 to L0, there is an advantage that the shift when carrying (carrying) from the lower bit can be reduced.
【0092】ここで、フルスケール電圧(出力最大電
圧)の計算例を示す。例えば、定電位発生回路60の抵
抗素子64を流れる電流量をIA、出力端子IOUTに
外付けする抵抗素子68の抵抗値をRΩとすると、出力
端子IOUTにおけるフルスケール電流は、 I×255[A] となる。出力端子IOUTの抵抗RΩにより、フルスケ
ール電圧は、 255×IR[V] となる。Here, a calculation example of the full-scale voltage (output maximum voltage) will be described. For example, if the amount of current flowing through the resistance element 64 of the constant potential generation circuit 60 is IA and the resistance value of the resistance element 68 externally connected to the output terminal IOUT is RΩ, the full scale current at the output terminal IOUT is I × 255 [A ]. Due to the resistance RΩ of the output terminal IOUT, the full scale voltage becomes 255 × IR [V].
【0093】ところで、電流セルブロック14の中央に
配置された電流セル16がオフ状態にされるとともに、
プラス側およびマイナス側に同一の出力電流特性を有す
る1組の電流セル対が同時にオン状態にされる場合、出
力信号線28にグリッジが発生することが考えられる。
しかしながら、図1に示す電流セル型DAコンバータ1
0の場合、下位ビット用電流セルブロック14bの繰り
上がりを受けて、上位ビット用電流セルブロック14a
がオン状態になる場合と同様の現象であり、例えばデコ
ーダの出力信号をラッチする、すなわちデコード信号線
24の前段にラッチを挿入したり、タイミング調整用遅
延回路を挿入することにより、グリッジの発生を完全に
防止することが可能である。By the way, the current cell 16 arranged at the center of the current cell block 14 is turned off,
When one pair of current cells having the same output current characteristics on the plus side and the minus side are simultaneously turned on, glitches may occur on the output signal line 28.
However, the current cell type DA converter 1 shown in FIG.
In the case of 0, the carry-over of the lower bit current cell block 14b causes the upper bit current cell block 14a
Is turned on. For example, latching the output signal of the decoder, that is, inserting a latch before the decode signal line 24 or inserting a delay circuit for timing adjustment causes glitch generation. Can be completely prevented.
【0094】本発明の電流セル型DAコンバータ10
は、基本的に以上のように構成されるが、上述する実施
例だけに限定されるものではなく、適宜変更することも
できる。例えば、図1に示すように、電流セルブロック
14を上位ビット用および下位ビット用に分割したもの
でも、図9に示すように、分割していないものにも適用
可能である。また、電流セル16の回路構成は、従来公
知のどのようなものでも用いることができるし、図10
(a),(b),(c),(d)に示す電流セル32
a,32b,32cまたは32dを用いる場合には、P
MOS18またはNMOS19のゲート端に印加される
固定電圧は適宜選択するのが好ましい。The current cell type DA converter 10 of the present invention
Is basically configured as described above, but is not limited to only the above-described embodiment, and can be appropriately changed. For example, as shown in FIG. 1, the current cell block 14 can be applied to a case where the current cell block 14 is divided into upper bits and lower bits, or as shown in FIG. As the circuit configuration of the current cell 16, any conventionally known circuit configuration can be used.
Current cells 32 shown in (a), (b), (c) and (d)
When using a, 32b, 32c or 32d, P
It is preferable that the fixed voltage applied to the gate terminal of the MOS 18 or the NMOS 19 is appropriately selected.
【0095】また、図2において、ディジタルコード2
の時に、電流セル対3および5を同時にオン状態にし、
ディジタルコード4の時に、さらに電流セル対2および
6を同時にオン状態にし、ディジタルコード6の時に、
さらに電流セル対1および7を同時にオン状態にするよ
うにしているが、これらの電流セル対がオン状態にされ
る順番も限定されるものではない。例えば、ディジタル
コード2,4,6の時に、それぞれ電流セル対2および
6、電流セル対1および7、電流セル対3および5を同
時にオン状態にするなど適宜変更可能である。In FIG. 2, the digital code 2
At the same time, the current cell pairs 3 and 5 are simultaneously turned on,
At the time of the digital code 4, the current cell pairs 2 and 6 are simultaneously turned on.
Further, the current cell pairs 1 and 7 are simultaneously turned on, but the order in which these current cell pairs are turned on is not limited. For example, at the time of the digital codes 2, 4, and 6, the current cell pairs 2 and 6, the current cell pairs 1 and 7, and the current cell pairs 3 and 5 can be simultaneously turned on.
【0096】次に、本発明の電流セル型DAコンバータ
を適用する、複数のチャネルを有してマクロセル化され
るDAコンバータについて、同様に、3ビットのディジ
タル信号を8LSBのアナログ信号に変換する、例えば
画像信号処理等に用いられる3ch−DAコンバータを
例に挙げて説明する。Next, for a DA converter having a plurality of channels and formed into a macrocell, to which the current cell type DA converter of the present invention is applied, a 3-bit digital signal is similarly converted into an 8LSB analog signal. For example, a 3ch-DA converter used for image signal processing and the like will be described as an example.
【0097】図6は、本発明を適用する3ch−DAコ
ンバータの配置およびその出力電流特性を示す一実施例
の概念図である。同図においては、個々のチャネルのD
Aコンバータ間の出力電流特性のばらつきを各電流セル
毎に表示し、同様に、個々のチャネルのDAコンバータ
内の各電流セル間の出力電流特性のばらつきを各電流セ
ル毎に括弧内に表示してある。FIG. 6 is a conceptual diagram of one embodiment showing the arrangement of a 3ch-DA converter to which the present invention is applied and its output current characteristics. In the figure, D of each channel
The variation of the output current characteristic between the A converters is displayed for each current cell, and similarly, the variation of the output current characteristic between the current cells in the individual channel DA converter is displayed in parentheses for each current cell. It is.
【0098】図示例の3ch−DAコンバータは、R
色、G色、B色のDAコンバータの電流セルR1〜R
7,電流セルG1〜G7および電流セルB1〜B7を混
在させて一列に配置したレイアウト構造を有している。
その中央位置には電流セルB4が配置され、この電流セ
ルB4を中心として、その両側の対称位置にそれぞれ電
流セルG4a,G4bが配置され、同様に、電流セルG
4a,G4bの両側の対称位置には、それぞれ電流セル
R4a,R4bが配置されている。The 3ch-DA converter shown in FIG.
Current cells R1 to R of the color, G and B color DA converters
7, a layout structure in which current cells G1 to G7 and current cells B1 to B7 are mixed and arranged in a line.
A current cell B4 is disposed at the center position, and current cells G4a and G4b are disposed at symmetrical positions on both sides of the current cell B4.
Current cells R4a and R4b are arranged at symmetrical positions on both sides of 4a and G4b, respectively.
【0099】なお、電流セルG4a,G4bは、例えば
分割する前の電流セルG4を構成するトランジスタのサ
イズを1/2にして、電流セルG4を図中上下方向の高
さが1/2の2つのブロックに分割したものであり、電
流セルG4の1/2の駆動能力を持つものである。な
お、電流セルG4a,G4bは、同じデコード信号によ
り同時にオン状態あるいはオフ状態とされ、オン状態と
されたときには、両者合計で分割される前の電流セルG
4と同一電流を流すことができるものである。また、電
流セルR4a,R4bについても全く同様である。The current cells G4a and G4b are halved in size, for example, by reducing the size of the transistors constituting the current cell G4 before division into two. It is divided into two blocks, and has a driving capability of 1/2 of the current cell G4. The current cells G4a and G4b are simultaneously turned on or off by the same decode signal. When the current cells G4a and G4b are turned on, the current cells G4 before being divided by totaling both are turned on.
4 can flow the same current. The same applies to the current cells R4a and R4b.
【0100】同様に、電流セルB4を中心として、電流
セルR4a,R4bの両側の対称位置には、電流セルB
5,B3がそれぞれ配置され、以下同様に、電流セルB
4を中心として、両側の対称位置に、それぞれ電流セル
G5,G3、電流セルR5,R3、電流セルB6,B
2、電流セルG6,G2、電流セルR6,R2、電流セ
ルB7,B1、電流セルG7,G1および電流セルR
7,R1が配置されている。Similarly, the current cell B4 is located symmetrically on both sides of the current cell R4a and R4b with respect to the current cell B4.
5 and B3, respectively, and similarly in the current cell B
4, the current cells G5, G3, current cells R5, R3, current cells B6, B
2, current cells G6, G2, current cells R6, R2, current cells B7, B1, current cells G7, G1, and current cell R
7, R1 are arranged.
【0101】即ち、本発明を適用する複数チャネルを有
するDAコンバータにおいては、複数のチャネルのDA
コンバータの内、いずれか1つのチャネルのDAコンバ
ータの中央の電流セル(図15に示されるように、個々
のチャネルのDAコンバータ毎に電流セルを一列に配置
したとき、その中央位置に配置される電流セル)を中央
位置に配置する。一方、残りのチャネルのDAコンバー
タの中央の電流セルは、それぞれ2つの電流セル対に分
割し、中央位置に配置した電流セルの両側の対称位置、
この実施例の場合、より正確には電流セルB4を中心と
する線対称位置にそれぞれ順次配置する。そして、さら
にその両側の対称位置に、個々のチャネルのDAコンバ
ータの中央の電流セルを中心として対をなす電流セルを
それぞれ順次配置している。That is, in a DA converter having a plurality of channels to which the present invention is applied, a DA converter of a plurality of channels is used.
Among the converters, the current cell at the center of the D / A converter of any one channel (as shown in FIG. 15, when the current cells are arranged in a line for each D / A converter of each channel, they are arranged at the center position thereof Current cell) at the center position. On the other hand, the current cell at the center of the DA converter of the remaining channel is divided into two current cell pairs, respectively, and symmetrical positions on both sides of the current cell arranged at the center position
In the case of this embodiment, more precisely, they are sequentially arranged at line-symmetrical positions around the current cell B4. Further, a pair of current cells are sequentially arranged around the center current cell of the D / A converter of each channel at symmetrical positions on both sides thereof.
【0102】従って、図示例の3ch−DAコンバータ
においては、中央位置に配置された電流セルB4を中心
として、個々のDAコンバータの電流セル対が全て対称
位置に配置されているため、図2に示されるように、個
々のDAコンバータを制御することにより、個々のDA
コンバータの出力電流特性の合計を常に±0とすること
ができ、DAコンバータのチャネル数やディジタルコー
ドに関係なく、個々のDAコンバータの出力電流特性の
ばらつきを完全に解消することができ、かつ、チャネル
間の出力電流特性のばらつきも解消することができる。Therefore, in the illustrated 3ch-DA converter, all the current cell pairs of the individual DA converters are arranged symmetrically with respect to the current cell B4 arranged at the central position. As shown, by controlling the individual DA converters,
The sum of the output current characteristics of the converters can always be ± 0, and the variation in the output current characteristics of each D / A converter can be completely eliminated regardless of the number of channels of the D / A converter and the digital code. Variations in output current characteristics between channels can be eliminated.
【0103】なお、図示例においては、3ch−DAコ
ンバータを例に挙げて、B色、G色、R色の順に電流セ
ル対を順次配置しているが、本発明はこれに限定される
ものではない。In the illustrated example, the current cell pairs are sequentially arranged in the order of B color, G color, and R color by taking a 3ch-DA converter as an example, but the present invention is not limited to this. is not.
【0104】例えば、上記実施例においては、B色のD
Aコンバータの電流セルB4を中央位置に配置している
が、その代わりに、G色のDAコンバータの電流セルG
4またはR色のDAコンバータの電流セルR4を中央位
置に配置しても良い。また、図示例においては、R,
G,B色の電流セルが、1つ1つ隣接して順次かつ中央
に配置された電流セルを中心として対称に配列されてい
るが、本発明はこれに限定されず、対称性が保持されれ
ば同色の電流セルが隣接して配列されるように構成して
もよい。For example, in the above-described embodiment, the B color D
The current cell B4 of the A converter is arranged at the center position.
The current cell R4 of the 4 or R color DA converter may be arranged at the center position. In the illustrated example, R,
The current cells of G and B colors are arranged symmetrically with respect to the current cells arranged one by one adjacently and sequentially and at the center. However, the present invention is not limited to this, and the symmetry is maintained. If so, current cells of the same color may be arranged adjacent to each other.
【0105】さらに、本発明は、3ch−DAコンバー
タに限定されず、複数のチャネルを有するあらゆる種類
のDAコンバータに適用可能である。ここでは、その一
実施例として、図7に、本発明を4ch−DAコンバー
タに適用した場合の個々のチャネルのDAコンバータの
各電流セルの配置の概念図を示す。Further, the present invention is not limited to the 3ch-DA converter, but is applicable to any type of DA converter having a plurality of channels. Here, as one embodiment, FIG. 7 shows a conceptual diagram of an arrangement of each current cell of a DA converter of each channel when the present invention is applied to a 4ch-DA converter.
【0106】図示例の4ch−DAコンバータは、図6
に示される3ch−DAコンバータと同様に、第4のチ
ャネルとなるXのDAコンバータの電流セルX1〜X7
を追加し、電流セルB4を中心として、RのDAコンバ
ータの各電流セル対R4a,R4b;R5,R3;R
6,R2;R7,R1の両側の対称位置に、それぞれ電
流セル対X4a,X4b;X5,X3;X6,X2;X
7,X1を順次配置したものである。なお、電流セルX
4は、同様に、2つの電流セルX4a,X4bに分割さ
れている。The 4ch-DA converter shown in FIG.
, The current cells X1 to X7 of the X DA converter serving as the fourth channel.
And the current cell pair R4a, R4b; R5, R3; R
6, R2; R7, R1 at the symmetrical positions on both sides, respectively, current cell pair X4a, X4b; X5, X3; X6, X2; X
7, X1 are sequentially arranged. The current cell X
4 is similarly divided into two current cells X4a and X4b.
【0107】また、中央に配置される電流セルに対して
線対称位置に配置される対をなす電流セルは、さらに駆
動能力の小さい複数の電流セル片で構成しても良い。こ
のように、本発明のDAコンバータは、DAコンバータ
のチャネル数に限定されず、任意のチャネル数を持つD
Aコンバータに適用可能である。Further, a pair of current cells arranged at a line symmetric position with respect to the current cell arranged at the center may be constituted by a plurality of current cell pieces having further smaller driving ability. Thus, the DA converter of the present invention is not limited to the number of channels of the DA
Applicable to A converter.
【0108】また、上記実施例において、各チャネルの
DAコンバータの中央の電流セルの内、本発明にしたが
って配置したときに、その中央位置に配置される電流セ
ルB4以外の電流セルG4,R4はそれぞれ2つに分割
され、この2つに分割された電流セル対G4a,G4b
および電流セル対R4a,R4bは、中央位置に配置さ
れる電流セルB4を中心として、その両側の対称位置に
配置されているが、本発明はこれだけに限定されるもの
ではない。In the above embodiment, among the current cells at the center of the D / A converter of each channel, the current cells G4 and R4 other than the current cell B4 arranged at the center position when arranged according to the present invention. Each of the current cell pairs G4a and G4b is divided into two.
The current cell pair R4a and R4b are arranged at symmetrical positions on both sides of the current cell B4 arranged at the center, but the present invention is not limited to this.
【0109】例えば、図8に、本発明を3ch−DAコ
ンバータに適用した場合の個々のチャネルのDAコンバ
ータの各電流セルの配置の別の実施例の概念図を示す。
図示例の3ch−DAコンバータは、図6に示される3
ch−DAコンバータと比較して、電流セルG4a,G
4bおよび電流セルR4a,R4b以外の各電流セルの
図中上下方向の高さを1/2倍に短縮し、図中左右方向
の幅を2倍に拡大し、例えばR3をR3aとR3bに分
割したものと考え、電流セルB4aおよびB4bの中央
位置を中心点CPとして、電流セルG4a,G4bおよ
び電流セルR4a,R4bをそれぞれ点対称位置に配置
し、電流セル…,R3a,G3a,B3a,G4a,B
4a,R4a,B5a,G5a,R5a,…からなる列
と、電流セル…,R3b,G3b,B3b,R4b,B
4b,G4b,B5b,G5b,R5b,…からなる列
との2列に配列したものと考えることができる。For example, FIG. 8 shows a conceptual diagram of another embodiment of the arrangement of each current cell of the DA converter of each channel when the present invention is applied to a 3ch-DA converter.
The 3ch-DA converter of the illustrated example is a 3ch-DA converter shown in FIG.
As compared with the ch-DA converter, the current cells G4a, G4
4b and the height of the current cells other than the current cells R4a and R4b in the vertical direction in the figure are reduced to 1/2 times, and the width in the horizontal direction in the figure is doubled, for example, R3 is divided into R3a and R3b. The current cells G4a, G4b and the current cells R4a, R4b are respectively arranged at point symmetric positions with the center position of the current cells B4a and B4b as a center point CP. , B
4a, R4a, B5a, G5a, R5a,..., And current cells..., R3b, G3b, B3b, R4b, B
4b, G4b, B5b, G5b, R5b,... Can be considered as two rows.
【0110】なお、図8に示されるDAコンバータは、
別の見方をすれば、その幅は変更しておらず、即ち、電
流セルG4a,G4bおよび電流セルR4a,R4b以
外の各電流セルの形状は全く変更しておらず(即ち、D
Aコンバータの外形は不変)、電流セルG4a,G4b
および電流セルR4a,R4bの幅を1/2倍に縮小
(即ち、高さを2倍に拡大)し、その配置だけを変更し
たものとも考えることができる。Note that the DA converter shown in FIG.
From another viewpoint, the width is not changed, that is, the shapes of the current cells other than the current cells G4a and G4b and the current cells R4a and R4b are not changed at all (that is, D is not changed).
The external shape of the A converter remains unchanged), and the current cells G4a and G4b
It can also be considered that the width of the current cells R4a and R4b is reduced by half (that is, the height is doubled), and only the arrangement is changed.
【0111】このDAコンバータにおいては、電流セル
G4a,G4bは、中心点CPを中心に互いに点対称位
置に配置されているため、図中左右方向および上下方向
のいずれの方向においても、その出力電流特性のばらつ
きを完全に解消して、その精度を向上させることができ
る。また、この実施例に示されるように、本発明のDA
コンバータにおいては、その幅を拡大し、高さを短縮す
ることができる、即ち、DAコンバータの外形を適宜変
更することができる。In this DA converter, the current cells G4a and G4b are arranged at point symmetric positions with respect to the center point CP, so that their output currents are not limited to any of the horizontal and vertical directions in the figure. Variations in characteristics can be completely eliminated, and the accuracy can be improved. Further, as shown in this example, the DA of the present invention
In the converter, the width can be increased and the height can be reduced, that is, the outer shape of the DA converter can be appropriately changed.
【0112】なお、図示例においては、見掛け上2列に
配列しているが、本発明はこれに限定されず、中央に配
置される同色の一対の電流セルが点対称に配置されれ
ば、見掛け上複数列に配列されるものであってもよい。
また、中央において点対称に配置される電流セルは、中
央に配置される電流セルに隣接する両側の列に配置され
れば、さらに電流駆動能力の小さい電流セル片に分割さ
れてもよい。In the illustrated example, the cells are apparently arranged in two rows. However, the present invention is not limited to this. If a pair of current cells of the same color arranged in the center are arranged point-symmetrically, It may be apparently arranged in a plurality of rows.
Further, the current cells arranged symmetrically in the center at the center may be divided into pieces of current cells having smaller current driving capability, provided that they are arranged in both rows adjacent to the current cell arranged in the center.
【0113】[0113]
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の電流
セル型DAコンバータは、半導体チップの一部として、
この半導体チップの端部に配置されるものであり、その
結果、傾斜状の出力電流特性のばらつきを有するものと
なる。また、本発明の電流セル型DAコンバータにおい
ては、ディジタル信号が奇数の時に、一列に配列された
電流セルの中で中央に配置された電流セルがオン状態に
され、逆に偶数の時にオフ状態にされるとともに、ディ
ジタル信号に応じて、この中央に配置された電流セルを
中心として、その両側の対称位置に配置された電流セル
対が同時にオン状態またはオフ状態にされる。As described in detail above, the current cell type DA converter according to the present invention can be used as a part of a semiconductor chip.
The semiconductor chip is arranged at an end of the semiconductor chip, and as a result, the semiconductor chip has an inclined output current characteristic variation. In the current cell type DA converter according to the present invention, when the digital signal is an odd number, the current cell arranged at the center among the current cells arranged in a row is turned on, and conversely, when the digital signal is an even number, the off state is turned off. At the same time, in response to the digital signal, the current cell pair disposed at symmetrical positions on both sides of the current cell disposed at the center is simultaneously turned on or off according to the digital signal.
【0114】また、本発明の電流セル型DAコンバータ
は、複数個のチャネルを有するDAコンバータにも適用
可能であり、このとき個々のDAコンバータの各電流セ
ルは、中央位置に配置される電流セルを中心として、そ
の両側の対称位置にそれぞれ配置される。The current cell type DA converter of the present invention is also applicable to a DA converter having a plurality of channels. At this time, each current cell of each DA converter is a current cell arranged at a central position. Are arranged at symmetrical positions on both sides thereof.
【0115】従って、本発明の電流セル型DAコンバー
タによれば、単チャネルあるいは多チャネルのいずれの
場合であっても、中央に配置された電流セルの出力電流
特性は±0であり、対称位置に配置された電流セル対の
出力電流特性は、これらを同時にオン状態にすることに
より相殺されるため、チャネル内の出力電流特性は勿
論、さらに個々のチャネル間の出力電流特性のばらつき
をも解消することができ、全体の出力電流特性の傾斜状
のばらつきを完全に解消して常に±0にすることができ
る。このため、本発明の電流セル型DAコンバータによ
れば、出力電流特性の直線性が改善され、その精度を向
上させることができる。また、本発明の電流セル型DA
コンバータによれば、従来方式の同等の精度に対して、
L長の小さい定電流トランジスタを使用しても回路的に
補償できるし、プロセスばらつきに起因する歩留まりの
低下を防止する等の効果もある。Therefore, according to the current cell type DA converter of the present invention, the output current characteristic of the current cell arranged at the center is ± 0, regardless of whether it is a single channel or a multi-channel, and Since the output current characteristics of the current cell pairs arranged at the same time are canceled by turning them on at the same time, not only the output current characteristics within the channels but also the dispersion of the output current characteristics between the individual channels is eliminated. Therefore, it is possible to completely eliminate the inclination-like variation of the entire output current characteristic and always keep ± 0. Therefore, according to the current cell type DA converter of the present invention, the linearity of the output current characteristic is improved, and the accuracy can be improved. Further, the current cell type DA of the present invention
According to the converter, for the same accuracy of the conventional method,
Even if a constant current transistor having a small L length is used, it is possible to compensate for the circuit, and there is an effect of preventing a decrease in yield due to process variation.
【図1】本発明の電流セル型DAコンバータの一実施例
のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a current cell type DA converter of the present invention.
【図2】本発明の電流セル型DAコンバータの一実施例
の出力電流特性図である。FIG. 2 is an output current characteristic diagram of one embodiment of the current cell type DA converter of the present invention.
【図3】本発明の電流セル型DAコンバータの一実施例
の全体概念図である。FIG. 3 is an overall conceptual diagram of one embodiment of a current cell type DA converter of the present invention.
【図4】本発明の電流セル型DAコンバータの別の実施
例の全体概念図である。FIG. 4 is an overall conceptual diagram of another embodiment of the current cell type DA converter of the present invention.
【図5】図3に示される電流セル型DAコンバータにお
いて、各電流セルの配置を示す一実施例の概念図であ
る。FIG. 5 is a conceptual diagram of one embodiment showing an arrangement of each current cell in the current cell type DA converter shown in FIG. 3;
【図6】本発明の電流セル型DAコンバータの配置およ
びその出力電流特性を示す一実施例の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of an embodiment showing an arrangement of a current cell type DA converter of the present invention and output current characteristics thereof.
【図7】本発明の電流セル型DAコンバータの配置を示
す別の実施例の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of another embodiment showing an arrangement of the current cell type DA converter of the present invention.
【図8】本発明の電流セル型DAコンバータの配置を示
す別の実施例の概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram of another embodiment showing an arrangement of a current cell type DA converter of the present invention.
【図9】従来の電流セル型DAコンバータの一例のブロ
ック図である。FIG. 9 is a block diagram of an example of a conventional current cell type DA converter.
【図10】(a),(b),(c)および(d)は、と
もに従来の電流セルの一例の構成回路図である。FIGS. 10 (a), (b), (c) and (d) are circuit diagrams each showing an example of a conventional current cell.
【図11】アナログ部とディジタル部とが混載されてい
る半導体チップの一例のの概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram of an example of a semiconductor chip on which an analog section and a digital section are mixedly mounted.
【図12】傾斜状の出力電流特性のばらつきを有する電
流セル型DAコンバータの一例の模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram of an example of a current cell type DA converter having an inclined output current characteristic variation.
【図13】(a),(b)および(c)は、それぞれ一
端側から他端側に順次に電流セルをオン状態にする順番
を示す模式図、中央部から両端部に交互に電流セルをオ
ン状態にする順番を示す模式図、およびランダムに電流
セルをオン状態にする順番を示す模式図である。FIGS. 13 (a), (b) and (c) are schematic views showing the order in which the current cells are sequentially turned on from one end to the other end, and the current cells are alternately arranged from the center to both ends; 3A and 3B are a schematic diagram showing an order in which the current cells are turned on and a schematic diagram showing the order in which the current cells are turned on at random.
【図14】(a),(b)および(c)は、それぞれ図
13(a),(b)および(c)に示す順番に電流セル
をオン状態にした場合の出力電流特性図である。FIGS. 14 (a), (b) and (c) are output current characteristic diagrams when the current cells are turned on in the order shown in FIGS. 13 (a), (b) and (c), respectively. .
【図15】3ch−DAコンバータの配置およびその出
力電流特性を示す一例の概念図である。FIG. 15 is a conceptual diagram showing an example of an arrangement of a 3ch-DA converter and output current characteristics thereof.
10,30,50 電流セル型DAコンバータ 12 デコーダ 12a,52 上位ビット用デコーダ 12b,54 下位ビット用デコーダ 14 電流セルブロック 14a,56 上位ビット用電流セルブロック 14b,58 下位ビット用電流セルブロック 1,2,3,4,5,6,7,16(16a,16
b),32(32a,32b,32c,32d) 電流
セル 16a,L7〜L0 上位ビット用電流セル 16b,S7〜L0 下位ビット用電流セル 18,20,22,62 P型MOSトランジスタ(P
MOS) 19,21,23 N型MOSトランジスタ(NMO
S) 24 デコード信号線 26 反転デコード信号線 28 出力信号線 40 半導体チップ 42 アナログ部 44 ディジタル部 46 出力パッド 60 定電位発生回路 64,66,68 抵抗素子 70 ノイズ FFL7〜FFL0,FFS7〜FFS0 フリップフ
ロップ BFL7〜BFL0,BFS7〜BFS0 タイミング
調整用遅延回路 FS アジャスト用電流セル10, 30, 50 Current cell type DA converter 12 Decoder 12a, 52 Upper bit decoder 12b, 54 Lower bit decoder 14 Current cell block 14a, 56 Upper bit current cell block 14b, 58 Lower bit current cell block 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 16 (16a, 16
b), 32 (32a, 32b, 32c, 32d) Current cell 16a, L7 to L0 Upper bit current cell 16b, S7 to L0 Lower bit current cell 18, 20, 22, 62 P-type MOS transistor (P
MOS) 19,21,23 N-type MOS transistor (NMO
S) 24 decode signal line 26 inverted decode signal line 28 output signal line 40 semiconductor chip 42 analog unit 44 digital unit 46 output pad 60 constant potential generation circuit 64, 66, 68 resistance element 70 noise FFL7 to FFL0, FFS7 to FFS0 flip-flop BFL7-BFL0, BFS7-BFS0 Timing adjustment delay circuit FS adjustment current cell
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−253719(JP,A) 特開 平4−162830(JP,A) 特開 平2−306723(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 1/00 - 1/88 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-253719 (JP, A) JP-A-4-162830 (JP, A) JP-A-2-306723 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 1/00-1/88
Claims (4)
ャネルごとに、入力されるディジタル信号のビット数に
応じた分解能を有するアナログ信号を出力する複数チャ
ネルの電流セル型DAコンバータであって、 各々のチャネルごとに、前記ディジタル信号をデコード
してデコード信号を出力するデコーダと、各チャネルの
前記アナログ信号の分解能に応じて所要の駆動能力およ
び個数の電流セルが前記複数チャネルについて列状にか
つその中央に配置された電流セルに対して対称に配列さ
れ、それぞれのチャネルのそれぞれの電流セルがそれぞ
れのチャネルの前記デコード信号により制御される電流
セルブロックとを備え、 複数のチャネルの内の1つのチャネルについては、その
1つの前記電流セルが前記列状に配列された電流セルの
中で中央に配置され、残りの電流セルが前記中央に配置
された電流セルに対して対称に配置され、 残りのチャネルの各々については、各々のチャネルごと
に、前記中央に配置された電流セルに対してその半分の
駆動能力を持つ2個の電流セルが一対として対称に配置
され、残りの電流セルが前記中央に配置された電流セル
と同一の駆動能力を持ち、かつ前記中央に配置された電
流セルおよび各チャネルの前記中央に配置された一対の
電流セルに対して対称に配置され、 前記複数の全てのチャネルの各々のチャネルについて、
前記列状に配列された電流セルの中で前記中央に配置さ
れた電流セルまたは前記中央に配置された一対の電流セ
ルは、前記ディジタル信号が奇数の時にオン状態にさ
れ、前記ディジタル信号が偶数の時にオフ状態にされ、 前記中央に配置された電流セルおよび前記中央に配置さ
れた一対の電流セルを中心として、これらの中央に配置
された電流セルまたは中央に配置された一対の電流セル
の外側の両側の対称位置に配置された電流セル対は、前
記ディジタル信号に応じて、前記対称位置に配置された
電流セル対毎に同時にオン状態またはオフ状態にされる
ことを特徴とする電流セル型DAコンバータ。1. A multi-channel current cell type DA converter arranged at an end of a semiconductor chip and outputting an analog signal having a resolution corresponding to the number of bits of an input digital signal for each channel. A decoder for decoding the digital signal and outputting a decoded signal for each channel; and a current cell having a required driving capacity and the required number of cells arranged in a row for the plurality of channels according to the resolution of the analog signal of each channel. And a current cell block which is arranged symmetrically with respect to a current cell arranged at the center thereof, and wherein each current cell of each channel is controlled by the decode signal of each channel, and For one channel, the one current cell is one of the current cells arranged in the row. A centrally disposed, the remaining current cell is disposed symmetrically with respect to the centrally disposed current cell; for each of the remaining channels, for each channel, the And two current cells having half the driving capability are symmetrically arranged as a pair, and the remaining current cells have the same driving capability as the current cell arranged at the center, and the current cells arranged at the center are arranged. A cell and a pair of current cells located in the center of each channel, symmetrically disposed with respect to each of the plurality of all channels,
Among the current cells arranged in the column, the centrally arranged current cell or the pair of centrally arranged current cells is turned on when the digital signal is an odd number, and the digital signal is an even number. With the current cell disposed at the center and the pair of current cells disposed at the center as a center, the current cell disposed at the center or the pair of current cells disposed at the center is turned off. A current cell pair arranged at symmetrical positions on both outer sides is simultaneously turned on or off for each current cell pair arranged at the symmetrical position according to the digital signal. Type DA converter.
各チャネルについて、前記中央に配置された電流セルに
対して線対称な位置に配置される請求項1に記載の電流
セル型DAコンバータ。2. A pair of centrally located current cells,
For each channel, the current cell type DA converter according to claim 1 which is arranged in line symmetrical positions with respect to arranged current cells to said central.
各チャネルについて、前記中央に配置された電流セルの
中心に対して点対称な位置に配置される請求項1に記載
の電流セル型DAコンバータ。3. A pair of current cells disposed at the center,
For each channel, the current cell type DA converter according to claim 1 arranged in point symmetry with respect to the center of the deployed current cells in the central.
ャネルの前記中央に配置された一対の電流セルは、対応
するチャネルの前記ディジタル信号の中の1ビットを前
記デコード信号として直接制御され、 前記中央に配置された電流セルまたは前記中央に配置さ
れた一対の電流セルの両外側の対称位置に配置された電
流セル対は、前記デコーダから出力されるデコード信号
により、各々の対称位置に配置された電流セル対毎に同
時に制御されることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の電流セル型DAコンバータ。4. The current cell disposed in the center and the pair of current cells disposed in the center of each channel are directly controlled by one bit of the digital signal of a corresponding channel as the decode signal, The current cell arranged at the center or the current cell pair arranged at symmetrical positions on both outer sides of the pair of current cells arranged at the center are arranged at respective symmetrical positions by a decode signal output from the decoder. 4. The current cell type DA converter according to claim 1 , wherein the current cell type DA converter is controlled simultaneously for each of the current cell pairs.
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