[發明專利]數模轉換單元和電路

有效

• 申請號: 200710046487.7
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101399546A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 楊緒華;歐陽雄;翁芊;買萬河
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66;H03F3/45;H03K17/687
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及電子電路設計，特別是涉及一種數模轉換單元和電路。

背景技術

隨著數字時代的到來，視頻技術正日益走向數字化，越來越多的顯示裝置可用于接收數字視頻信號，在顯示裝置的系統芯片電路中包含有數模轉換電路(DAC，Digital?to?Analog?Converter)，用于將接收的數字視頻信號轉換成可供顯示的模擬視頻信號。

為了保證數模轉換電路的高速度，通常會給數模轉換電路提供恒定的電流，如專利號為US6741195的美國專利公開的一種數模轉換電路，請參考圖6，該數模轉換電路100包括多個數模轉換單元102、104、106、108，晶體管110以二極管方式連接，為各個數模轉換單元提供參考電流源Iref。以數模轉換單元102為例，經過鏡像晶體管120的電流與參考電流源Iref成一定的比例，當輸入IN為0時，經過鏡像晶體管120的電流經輸出晶體管124形成電流Iout1^*，電流Iout1為0；當輸入IN為1時，經過鏡像晶體管120的電流經輸出晶體管122形成電流Iout1。數模轉換單元102、104、106、108的輸出電流Iout1^*、Iout2^*、Iout3^*、Iout4^*組合形成電流Iout^*，數模轉換單元102、104、106、108的輸出電流Iout1、Iout2、Iout3、Iout4組合形成模擬電流輸出Iout。

上述電路中，無論數模轉換單元是否需要輸出電流(即輸入IN為0或1時)，參考電流源Iref始終流入數模轉換單元以保證數模轉換單元工作在高速狀態，這樣數模轉換單元始終處于耗電的狀態。然而，隨著深次微米技術的發展，對系統芯片電路的功耗限制也提出了更高的要求，因此上述電路就難以滿足系統芯片低功耗的要求。

發明內容

本發明解決的問題是，提供一種低功耗的數模轉換單元和電路。

為解決上述問題，本發明提供一種數模轉換單元，包括鏡像晶體管、第一輸出晶體管、第二輸出晶體管、開關控制元件和電壓維持元件。其中，開關控制元件的輸出端與所述鏡像晶體管的柵極連接，控制所述鏡像晶體管的開啟或關閉；電壓維持元件，用于在數模轉換單元關閉時，維持鏡像晶體管、第一輸出晶體管、第二輸出晶體管的直流電壓值。

在本發明的實施例中，所述開關控制元件包括第一控制晶體管和第二控制晶體管，第一控制晶體管的漏極和第二控制晶體管的漏極連接形成所述開關控制元件的輸出端，其中，

第一控制晶體管的柵極與第一控制信號連接，源極與模擬電壓源輸入連接；

第二控制晶體管的柵極與第二控制信號連接，源極與參考電壓源連接，漏極與第一控制晶體管的漏極連接；

鏡像晶體管的柵極與第一控制晶體管的漏極和第二控制晶體管的漏極連接，源極與模擬電壓源輸入連接；

第一輸出晶體管的柵極與第一數字信號連接，源極與鏡像晶體管的漏極連接；

第二輸出晶體管的柵極與第二數字信號連接，源極與鏡像晶體管的漏極和第一輸出晶體管的源極連接。

所述第一數字信號和第二數字信號為互補的用于選擇輸出的信號，在第一數字信號開啟第一輸出晶體管前，第二控制信號關閉第二控制晶體管的時間先于第一控制信號開啟第一控制晶體管的時間；在第二數字信號開啟第二輸出晶體管前，第一控制信號關閉第一控制晶體管的時間先于第二控制信號開啟第二控制晶體管的時間。

在本發明的一個實施例中，所述電壓維持元件為運算放大器，所述運算放大器的一個輸入與第二輸出晶體管的漏極連接，另一個輸入與運算放大器的輸出和第一輸出晶體管的漏極連接。

在本發明另一個實施例中，所述電壓維持元件為偏置晶體管，所述偏置晶體管的柵極與參考電壓源連接，源極與模擬電壓源輸入連接、漏極與鏡像晶體管的漏極連接，所述第一輸出晶體管的漏極與模擬負電壓源輸入連接。

在本發明又一個實施例中，所述電壓維持元件為第三輸出晶體管，所述第三輸出晶體管的源極與第一輸出晶體管的漏極連接，柵極和漏極與模擬負電壓源輸入連接。

可選的，所述數模轉換單元的鏡像晶體管和第一、第二輸出晶體管間還串接有補償晶體管，所述補償晶體管的柵極與偏置電壓源連接，源極與鏡像晶體管的漏極連接，漏極與第一、第二輸出晶體管的源極連接。

本發明還提供一種數模轉換電路，包括：

電壓電流轉換單元，用于提供參考電壓源和參考電流源；