电流舵型数模转换器及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电流舵型数模转换器，其包括：电流源，其用于提供电流，所述电流源包括多个由开关电路控制的第一电流支路和一个始终输出电流的第二电流支路，每个所述第一电流支路由对应的开关电路控制以决定该支路是否输出电流；偏压电路，其用于为所述电流源提供偏压信号；负载开关，其用于控制所述电流源是否向负载输出信号，负载开关驱动电路，其用于将数模转换器接收的输入信号转换为所述负载开关的控制信号。本发明专利技术提出的电流舵型数模转换器可以在输入无效的时候节省大部分的功耗，当输入有效的时候，由于差分端仍然还有一小部分在工作，不但可以使输出得以快速建立，还可以减少输入信号变化时，节电模式对输出的噪声影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路
，具体而言涉及一种电流舵型数模转换器及电子装置。
技术介绍
在视频信号处理和通讯系统中，高速高精度的数模转换器是极其重要的模块之一。电流舵型数模转换器(CurrentSteeringDigitaltoAnalogConverter)基于匹配度非常高的电流源阵列，可以直接驱动阻性负载，响应速度明显优于电压型数模转换器，所以得到了广泛的应用。图1为一种电流舵型数模转换器的结构示意图。如图1所示，此电流舵型数模转换器包括编码器101、电流源阵列102和电流开关阵列103。其中编码器101用于对输入信号进行编码，产生控制电流开关阵列的输出信号。数模转换的第一步一般都是把二进制编码转换成容易控制的编码形式，比如温度计编码(thermometercode)。n位的二进制编码d1～dn经过编码器101编码后变成了m位数据t1～tm，t1～tm可能是一种编码形式，也可能是分段地包含一种或多种编码形式。对应于m位的编码器输出，电流开关阵列103也包含m对差分开关(图中示意性地画出两组差分开关)以控制m组电流源(图中示意性地画出两组电流源A1和A2，且对于每个电流源A1和A2可包含多个提供电流的支路，图中示意性画出3个支路)，每一对差分开关都是由两个PMOS晶体管组成，它们的源极共同接到电流源的输出端，漏极分别接到对应的输出节点OUT1和OUT2，栅极分别接到由t1～tm产生的互补控制信号QP1～QPm和QN1～QNm。在图1中，OUT1接地，和OUT2可以作为差分输出端用于接负载。当然OUT1和OUT2也可以作为差分输出端，此时，OUT1和OUT2均这时要求负载的阻值相同。但是在电流舵数模转换器工作时，电流舵的差分输出始终保持着电流。这个电流跟输入信号是否有效没有关系，始终保持这个电流，可以减少输出的噪声，并且可以得到几百兆的高速输出信号。虽然差分输出中到地的电流对输出的低噪声和高速有帮助，但是由于视频数模转换器的电流一般都很高，从功耗上来说，是一个头疼的问题。如果单纯的在输入信号无效时，把差分中到地的电流关掉，的确可以节省不少功耗，但是当输入信号有效时，噪声和输出的建立稳定时间是让人难以接受的。这样的省电模式，会直接影响数模转换器的输出速度和性能。因此，有必要提出一种新的电流舵型数模转换器，以解决上述存在的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术一方面提供电流舵型数模转换器，其包括：电流源，其用于提供电流，所述电流源包括多个由开关电路控制的第一电流支路和一个始终输出电流的第二电流支路，每个所述第一电流支路由对应的开关电路控制以决定该支路是否输出电流；偏压电路，其用于为所述电流源提供偏压信号；负载开关，其用于控制所述电流源是否向负载输出信号，负载开关驱动电路，其用于将数模转换器接收的输入信号转换为所述负载开关的控制信号。优选地，所述第一电流支路包括串连连接在所述数模转换器工作电源和所述电流源输出端之间的第一PMOS器件和第二PMOS器件，所述第一PMOS器件的栅端与所述开关电路的输出端连接，并在所述开关电路的控制下导通或关闭，所述第二PMOS器件的栅端偏置在所述偏压信号。优选地，还包括开关电路控制信号生成电路，用于根据数模转换器的输入信号产生与所述输入信号一致的所述开关电路的控制信号；所述开关电路包括第一电流开关和第二电流开关以及反相器，所述第一电流开关和第二电流开关包括一对PMOS器件和NMOS器件所述反相器的输入端输入所述开关电路的控制信号。优选地，所述第一电流开关中的PMOS器件和NMOS器件的源端共同接到所述工作电源，漏端共同接到所述第一PMOS器件的栅端，所述第一电流开关中的NMOS器件的栅端输入所述开关电路的控制信号，所述第一电流开关中的PMOS器件的栅端与所述反相器的输出端连接。优选地，所述第二电流开关中的PMOS器件和NMOS器件的源端共同接到所述数模转换器的工作电源，漏端共同接到所述第一PMOS器件的栅端，所述第二电流开关中的PMOS器件的栅端输入所述开关电路的控制信号连接，所述第二电流开关中的NMOS器件的栅端与所述反相器的输出端连接。优选地，所述第二电流支路包括串连连接在所述数模转换器工作电源和所述电流源输出端之间的第三PMOS器件和第四PMOS器件，所述第三PMOS器件和第四PMOS器件的栅端均偏置在所述偏压信号，所述第三PMOS器件和第四PMOS器件在所述偏压信号作用下处于饱和导通状态。优选地，所述负载开关为一对PMOS器件组成的差分开关，其中一个PMOS器件的漏端接地，另一个PMOS器件的漏端接负载，所述一对PMOS器件的源端共同接到所述电流源的输出端，所述一对PMOS器件的栅端分别输入所述负载开关的控制信号。优选地，所述负载开关中漏接地的PMOS器件在所述输入信号无效时导通，所述负载开关中漏接负载的PMOS器件在所述输入信号有效时导通。优选地，所述电流源和负载开关为一个或多个。本专利技术提出的电流舵型数模转换器的差分结构，一路到输出，一路到地，在输入信号无效时，将到地端的电流大部分关闭，而留下一部分仍然工作，可以在输入无效的时候节省大部分的功耗，当输入有效的时候，由于差分端仍然还有一小部分在工作，这个电流舵的各节点电压得到一定的保存，这样不但可以使输出得以快速建立，还可以减少输入信号变化时，节电模式对输出的噪声影响。本专利技术另一方面提供一种电子装置，其包括本专利技术提供的电流舵型数模转换器。本专利技术提出的电子装置，由于具有上述半导体器件，因而具有类似的优点。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为现有电流舵型数模转换器的结构示意图；图2为本专利技术一实施方式的电流舵型数模转换器的结构示意图；图3为本专利技术一实施方式的电流舵型数模转换器的电路示意图；图4为图3所示电流舵型数模转换器的电流仿图示；图5和图6本专利技术一实施方式的电流舵型数模转换器与现有的数模转换器在负载开关上的节点电压对比图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流舵型数模转换器，其特征在于，包括：电流源，其用于提供电流，所述电流源包括多个由开关电路控制的第一电流支路和一个始终输出电流的第二电流支路，每个所述第一电流支路由对应的开关电路控制以决定该支路是否输出电流；偏压电路，其用于为所述电流源提供偏压信号；负载开关，其用于控制所述电流源是否向负载输出信号，负载开关驱动电路，其用于将数模转换器接收的输入信号转换为所述负载开关的控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种电流舵型数模转换器，其特征在于，包括：电流源，其用于提供电流，所述电流源包括多个由开关电路控制的第一电流支路和一个始终输出电流的第二电流支路，每个所述第一电流支路由对应的开关电路控制以决定该支路是否输出电流；偏压电路，其用于为所述电流源提供偏压信号；负载开关，其用于控制所述电流源是否向负载输出信号，负载开关驱动电路，其用于将数模转换器接收的输入信号转换为所述负载开关的控制信号。2.根据权利要求1所述的电流舵型数模转换器，其特征在于，所述第一电流支路包括串连连接在所述数模转换器工作电源和所述电流源输出端之间的第一PMOS器件和第二PMOS器件，所述第一PMOS器件的栅端与所述开关电路的输出端连接，并在所述开关电路的控制下导通或关闭，所述第二PMOS器件的栅端偏置在所述偏压信号。3.根据权利要求2所述的电流舵型数模转换器，其特征在于，还包括开关电路控制信号生成电路，用于根据数模转换器的输入信号产生与所述输入信号一致的所述开关电路的控制信号；所述开关电路包括第一电流开关和第二电流开关以及反相器，所述第一电流开关和第二电流开关包括一对PMOS器件和NMOS器件所述反相器的输入端输入所述开关电路的控制信号。4.根据权利要求3所述的电流舵型数模转换器，其特征在于，所述第一电流开关中的PMOS器件和NMOS器件的源端共同接到所述工作电源，漏端共同接到所述第一PMOS器件的栅端，所述第一电流开关中的NMOS器件的栅端输入所述开关电路的控制信号，所述第一电流开关中的PMOS器件的栅端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁芊，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31