一种数字模拟转换电路、控制方法、存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种数字模拟转换电路、控制方法及存储装置，主要用于信号处理系统，包括：多个数字信号输入端、多个阈值电压可调的可编程半导体器件、偏置电压输入端以及模拟信号输出端；多个可编程半导体器件的栅极与多个数字信号输入端一一对应连接，漏极均连接至偏置电压输入端，源极均连接至模拟信号输出端，可编程半导体器件可采用浮栅晶体管实现。其中，通过控制浮栅晶体管中的浮栅电子数量，调节浮栅晶体管的阈值电压，实现数字模拟转换功能。本发明专利技术电路结构简单、元器件数量少、电路面积小，并且因为可编程半导体器件的响应速度快、功耗低，所以整个数字模拟转换电路的时延较小、功耗较低。

A digital analog conversion circuit, control method and storage device

The invention provides a digital analog conversion circuit, a control method and a storage device, which are mainly used in signal processing system, including a plurality of digital signal input terminals, a plurality of programmable semiconductor devices with adjustable threshold voltage, a bias voltage input terminal and an analog signal output terminal, and a plurality of gate gates of programmable semiconductor devices. The drain poles are connected to the bias voltage input and the source poles are connected to the analog signal output. The programmable semiconductor devices can be realized by floating gate transistors. The digital analog conversion function is realized by controlling the number of floating gate electrons in the floating gate transistor and adjusting the threshold voltage of the floating gate transistor. The circuit structure of the invention is simple, the number of components is small, the circuit area is small, and because the response speed of the programmable semiconductor device is fast and the power consumption is low, the time delay of the whole digital-analog conversion circuit is small and the power consumption is low.

【技术实现步骤摘要】
一种数字模拟转换电路、控制方法、存储装置
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种数字模拟转换电路、控制方法、存储装置。
技术介绍
数模转换(Digital-to-AnalogConverter,DAC)电路是信号处理系统中非常重要的组成部分，用于将离散数字信号转换为连续模拟信号，是模拟电子电路中不可缺少的一个电路模块。数模转换电路的实现方式多种多样，比如权电阻网络DAC、倒T形电阻网络DAC和单值电流型网络DAC等，传统的数模转换电路主要由数字寄存器、模拟开关、位权网络、求和运算放大器和基准源等组成，结构较复杂、元器件数量多、电路面积大、时延较长、功耗较高。随着科技的不断发展，对集成电路的性能也提出了更高的要求，如何设计出结构简单、面积小、速度快、功耗低的数模转换电路成为人们不断追求的目标。现有技术提供一种将数字输入信号转换为模拟输出电压的DAC，其包括二进制开关、加权网路以及输出放大器，加权网络和二进制开关根据基准电压产生一个与码字成比例的电压，加权机制可以是电压、电流或电荷加权，输出放大器把产生的电压放大到需要的电平，向负载提供一个源电流或漏电流。该DAC采用加权网络和二进制开关配合产生一个与码字成比例的电压，所需的电路元件数量多。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种数字模拟转换电路及其控制方法，解决现有技术中存在的元器件数量多的问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种数字模拟转换电路，包括：多个数字信号输入端、多个阈值电压可调的可编程半导体器件、偏置电压输入端以及模拟信号输出端；多个可编程半导体器件的栅极与多个数字信号输入端一一对应连接，漏极均连接至偏置电压输入端，源极均连接至模拟信号输出端。一实施例中，数字模拟转换电路还包括：编程电路，连接多个可编程半导体器件的源极、栅极和/或衬底，用于调控浮栅晶体管的阈值电压。一实施例中，编程电路包括：电压产生电路和电压控制电路，电压产生电路用于产生编程电压或者擦除电压，电压控制电路用于将编程电压加载至待编程的可编程半导体器件的源极，或者，将擦除电压加载至待编程的可编程半导体器件的栅极或衬底，以调控待编程的可编程半导体器件的阈值电压。一实施例中，数字模拟转换电路还包括：控制器，连接编程电路，用于控制编程电路工作，以控制投入工作的可编程半导体器件的数量以及各可编程半导体器件的阈值电压。一实施例中，控制器包括：行列译码器，用于选通待编程的可编程半导体器件。一实施例中，可编程半导体器件采用浮栅晶体管，通过调节浮栅晶体管的浮栅中的电子数量，实现阈值电压调节。本专利技术还提供一种数字模拟转换电路的控制方法，用于上述数字模拟转换电路，控制方法包括：基于数字输入信号的位数和数字模拟转换精度要求，利用控制器控制投入工作的可编程半导体器件的数量；利用控制器控制编程电路工作，以控制各可编程半导体器件的阈值电压；将数字输入信号的各个数字位分别对应加载至多个数字信号输入端，将预设偏置电压加载至偏置电压输入端；通过模拟信号输出端输出转换得到的模拟信号。一实施例中，利用控制器控制投入工作的可编程半导体器件的数量，包括：利用控制器的行列译码器选通待编程的可编程半导体器件，控制投入工作的可编程半导体器件的数量。一实施例中，利用控制器控制编程电路工作，以控制各可编程半导体器件的阈值电压，包括：控制器控制编程电路工作，使得编程电路的电压产生电路产生编程电压或者擦除电路，编程电路的电压控制电路用于将编程电压加载至待编程的可编程半导体器件的源极，或者，将擦除电压加载至待编程的可编程半导体器件的栅极或衬底。本专利技术还提供一种存储装置，包括上述数字模拟转换电路。本专利技术提供了一种数字模拟转换电路，通过调节多个可编程半导体器件的阈值电压，然后输入数字信号，实现数字模拟转换。工作原理：按照一定规则调节各可编程半导体器件的阈值电压VTH；电路工作时，数字信号的各数字位分别经数字信号输入端施加至对应可编程半导体器件的栅极，使可编程半导体器件的栅极得到一电压信号，当电压信号施加在可编程半导体器件的栅极上时，源极和漏极之间在固定偏置电压的作用下可以流过电流，该电流受到可编程半导体器件的阈值电压影响。当电压信号施加在可编程半导体器件的栅极上时，源极和漏极之间在固定偏置电压的作用下可以流过电流。该电流的受到可编程半导体器件的阈值电压影响。当可编程半导体器件工作在亚阈值区间，电流可以表示为：其中Is0是亚阈值二极管饱和电流，VGS为栅源电压，VTH为阈值电压，VDS为漏源电压，q/kT(q是电子电荷，k是玻尔兹曼常数，T开氏温度)是电荷基本单位，n是亚阈值斜率系数。当可编程半导体器件工作在反型(饱和)状态下，其电流可以表示为：K为工艺参数，W为可编程半导体器件的宽度，L为可编程半导体器件的长度，VGS为栅源电压，VTH为阈值电压。可知，通过控制各个可编程半导体器件的阈值电压VTH不同，可使不同数字位对应的可编程半导体器件的输出电流不同，多个可编程半导体器件对应的源极电流总和通过模拟信号输出端输出，实现数字模拟转换功能，本专利技术利用可编程半导体器件阈值电压可调的特性，进而按一定规则调整源极输出电流，实现数字模拟转换功能，减少了元器件数量。另外，因为多个可编程半导体器件可以集成在存储装置(如快闪存储器或电可擦可编程只读存储器)中，有效增加了集成度，减少了电路面积。而且，可编程半导体器件的响应速度快、功耗低，所以利用可编程半导体器件实现的数字模拟转换电路的时延较小、功耗较低。数字模拟转换电路中，通过控制器和编程电路配合，调节投入工作的可编程半导体器件的数量以及各可编程半导体器件的阈值电压，可以动态调节数字模拟转换电路分辨率。另外，数字模拟转换电路处于空闲状态时，多个可编程半导体器件可以用作快闪存储器或电可擦可编程只读存储器，实现电器元件的复用，提高元件利用效率，节省集成电路的硬件成本。本专利技术提供的存储装置，通过设置上述数字模拟转换电路，有效实现电器元件的复用，并且再存储功能基础上，增加了数字模拟转换的功能，应用更加广泛。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例中一种数字模拟转换电路的电路图；图2为本专利技术实施例中数字模拟转换电路中可编程半导体器件的结构示意图；图3为本专利技术另一实施例中一种数字模拟转换电路的电路图。图4为本专利技术实施例中一种数字模拟转换电路的控制方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。数字模拟转换电路是数字信号和模拟信号之间的接口，用于将数字信号转换为模拟信号，现有技术中的数字模拟转换电路主要由数字寄存器、模拟开关、位权本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字模拟转换电路，其特征在于，包括：多个数字信号输入端、多个阈值电压可调的可编程半导体器件、偏置电压输入端以及模拟信号输出端；所述多个可编程半导体器件的栅极与所述多个数字信号输入端一一对应连接，漏极均连接至所述偏置电压输入端，源极均连接至所述模拟信号输出端。

【技术特征摘要】
1.一种数字模拟转换电路，其特征在于，包括：多个数字信号输入端、多个阈值电压可调的可编程半导体器件、偏置电压输入端以及模拟信号输出端；所述多个可编程半导体器件的栅极与所述多个数字信号输入端一一对应连接，漏极均连接至所述偏置电压输入端，源极均连接至所述模拟信号输出端。2.根据权利要求1所述数字模拟转换电路，其特征在于，还包括：编程电路，连接多个可编程半导体器件的源极、栅极和/或衬底，用于调控浮栅晶体管的阈值电压。3.根据权利要求2所述数字模拟转换电路，其特征在于，所述编程电路包括：电压产生电路和电压控制电路，所述电压产生电路用于产生编程电压或者擦除电压，所述电压控制电路用于将所述编程电压加载至待编程的可编程半导体器件的源极，或者，将擦除电压加载至待编程的可编程半导体器件的栅极或衬底，以调控待编程的可编程半导体器件的阈值电压。4.根据权利要求3所述数字模拟转换电路，其特征在于，还包括：控制器，连接所述编程电路，用于控制所述编程电路工作，以控制投入工作的可编程半导体器件的数量以及各可编程半导体器件的阈值电压。5.根据权利要求4所述数字模拟转换电路，其特征在于，所述控制器包括：行列译码器，用于选通待编程的可编程半导体器件。6.根据权利要求1至5中任一项所述数字模拟转换电路，其特征在于，所述可编程半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍迪，郭昕婕，
申请(专利权)人：北京知存科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11