[發明專利]電流源的電流單元設置的方法

有效

• 申請號: 201210587466.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103905052B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 鄒善智
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 趙根喜,呂俊清

技術領域

本發明是有關于一種電流源的電流單元排列方法，用以提升電流源的電壓平衡與線性度。

背景技術

現有電流控制式數字模擬轉換器(current-steering DAC)中具有多個電流單元(unit current cell)，這些電流單元互相匹配的程度將直接影響電流控制式數字模擬轉換器的正負電壓平衡(Balance)和線性度(Linearity)，式(1)定義正負電壓平衡，式(2)定義線性度。

INL_i＝I_real-I_ideal

電流單元互相匹配的程度與元件的大小(W*L)、遠近(spacing)與方向趨勢(gradient)有關，因此可通過電路布局的方式以改善電流單元之間互相匹配的問題。

圖1A、圖1B、圖2和圖3分別說明利用特定電路布局解決電流單元互相匹配的問題的現有技術。如圖1A所示，在電流單元100～108中，每一個電流單元周圍的布局環境皆不相同，導致實際制造出的電流單元大小不同，匹配度低。因此，如圖1B所示，通過在電流單元101-108的周圍加入16個冗余電流單元(dummy current cell)的布局方式，使電流單元101-108獲得和電流單元100一樣的布局環境，以改善匹配問題。此種布局方式可改善因工藝因素導致電流單元尺寸不均的問題，卻產生了耗費大量芯片面積的問題。

圖2是另一種現有電流單元匹配度改善方法的示意圖，稱為方正布局法(Square Layout)，將各電流單元布局成緊密排列，通過集中各個電流單元的位置，以縮短電流單元之間的遠近影響，以及減少方向趨勢影響，降低因工藝變異所造成的電流單元不匹配。但是此種方正布局法較缺乏彈性，難以配合縮減芯片面積的設計考量。

圖3繪示以隨機跳線(Random swap)方式進行布局以改善電流單元匹配程度的示意圖，其是將電流單元C1-C16以隨機方式布局，亦即利用電流單元的隨機不匹配(random mismatch)以克服因電流單元彼此遠近及方向趨勢所造成電壓平衡和線性度的影響。這種布局仍無法解決工藝上因電流單元的遠近及方向趨勢所造成的不匹配，易影響量產的良率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電流源的電流單元設置方法，包括將該電流源所包含的多個電流單元依序排列，形成一第一排序；根據該多個電流單元用以提供一第一電流或一第二電流的特性，對該第一排序做間隔交換排列，產生一第二排序；對該第二排序進行間隔對換，產生一第三排序；以及根據該第三排序決定該多個電流單元的位置，以設置一電流單元行。

本發明還提供一種電流源的電流單元設置方法，用以決定多行電流單元行的排序，包括將該電流源所包含的多個電流單元，排成M行電流單元行，使該M行電流單元行中的每一電流單元行包含N個電流單元，以形成一第一排序；根據每一電流單元用以提供該第一電流或該第二電流的特性，對該第一排序做間隔交換排列，產生一第二排序；對該第二排序進行間隔對換，產生一第三排序；以及根據該第三排序決定該多個電流單元的位置；其中，M及N為大于一的正整數。

較佳者，在決定好的電流單元周圍設置冗余電流單元或平衡單元，以進一步改善電流源的電壓平衡與線性度。

附圖說明

圖1A、圖1B、圖2和圖3分別說明利用特定電路布局解決電流單元互相匹配的問題的現有技術。

圖4是為本發明的一實施例說明一種提升電流源的電壓平衡與線性度的方法的流程圖。

圖5、圖6和圖7是為說明對應于圖4的步驟的電流源的示意圖。

圖8和圖9是為本發明的另一實施例說明一種電流源的電流單元設置方式的示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

100-108、C1-C20電流單元

602、604、702、704、902、904平衡單元

L1第一排序

L2第二排序

L3第三排序

具體實施方式

圖4是為本發明的一實施例說明一種提升電流源的電壓平衡與線性度的方法的流程圖，圖5是為說明對應于圖4的步驟的電流源的示意圖，詳細步驟如下：

步驟400：開始；

步驟402：將電流源所包含的多個電流單元排列成第一排序L1；