[發明專利]串DAC泄漏電流消除

有效

• 申請號: 201310682959.3
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103873057B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: D·A·登普西
• 申請（專利權）人: 亞德諾半導體集團
• 主分類號: H03M1/06
• 分類號: H03M1/06;H03M1/68
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 申發振

相關申請的交叉引用

本發明申請要求2012年12月14日提交的美國臨時專利申請序列號61/737,458賦予的優先權權益，其內容通過引用完全并入本文。

背景技術

本發明涉及串數模轉換器(DAC)中的泄漏電流消除。

串DAC將數字字轉換成對應模擬信號。作為一種串DAC類型的雙串DAC包括兩個阻抗串，如兩個串聯電阻器串和兩個開關網絡。第一電阻器串的輸出耦合到第二電阻器串的輸入，第一電阻器串典型地用于轉換數字字的最高有效位(MSB)，第二電阻器串典型地用于數字字的轉換最低有效位(LSB)。由此，對于中至高分辨率轉換器，選定的第一電阻器端處的電壓往往在值上接近。第一電阻器串中選定的電阻器、第一開關網絡和第二電阻器串可能在相似的共模下工作。

以給定的共模下工作的串DAC中的錯誤源是泄漏電流，這可能破壞轉換。泄漏電流可以存在于兩個開關網絡中的開關輸出處，并且可指漏入到開關端或從開關端漏入的非期望的電流。此類泄漏電流的影響在低功率和/或高溫應用中變得更大。在低功率應用中，由于轉換中使用的電壓低，所以小量的泄漏電流可能導致顯著錯誤。在高溫應用中，泄漏電流與溫度升高成比例地增加(例如，每10攝氏度，泄漏電流可能翻倍)。

因此，發明人認識到本領域中需要高效的泄漏電流消除。

附圖說明

圖1(A)圖示根據本發明實施方案的DAC系統。

圖1(B)圖示根據本發明實施方案的DAC系統。

圖2圖示根據本發明實施方案的具有耦合的泄漏電流消除電路的示范DAC輸出節點。

圖3圖示根據本發明實施方案的泄漏電流消除電路。

圖4(A)圖示根據本發明實施方案的DAC系統。

圖4(B)圖示根據本發明實施方案的DAC系統。

圖5(A)圖示根據本發明實施方案的DAC系統。

圖5(B)圖示根據本發明實施方案的DAC系統。

具體實施方式

本發明的實施方案可以提供一種具有經開關選擇性地彼此耦合的至少兩個阻抗串的串DAC。串DAC還可以包括耦合到輸出節點的泄漏消除電路，所述泄漏消除電路復制輸出節點處存在的泄漏電流、生成泄漏電流的互補信號，并將互補信號輸出到輸出節點。

本發明的實施方案可以提供一種泄漏電流消除的方法。該方法可以包括檢測多串DAC中輸出節點處的電壓信號，基于檢測到的電壓復制輸出節點處的泄漏電流，生成與泄漏電流互補的消除信號，并輸出消除信號以使泄漏電流和消除信號相消干涉。

圖1(A)圖示根據本發明實施方案的具有泄漏電流消除的DAC系統100。每個DAC系統100可以包括MSB DAC 120、LSB DAC 130和電流消除電路140。DAC系統100示出為分割于MSB與LSB部分之間的二叉系統；但是，本文描述的DAC系統可以采用多種不同體系結構和/或使用不同數系統(例如，使用互質數)和/或使用非二進制數基來實現。本文使用二叉分割系統是出于簡明和說明性的目的。DAC系統100可以將輸入數字字D_IN轉換成已轉換的模擬電壓V_OUT。

MSB DAC 120可以將要轉換的數字字的MSB位轉換成模擬電壓V_OUT。MSB DAC 120可以包括具有串聯耦合的阻抗結構(例如，電阻器、MOS裝置等)的阻抗串。在實施方案中，可以將MSB DAC 120作為串DAC來提供，如圖1(B)所示。例如，MSB DAC 120可以包括多個串聯耦合的電阻器121.1-121.N(即，電阻器串)和多個開關122.0-122.N。電阻器串中的電阻器121.1-121.N可以設有相等的電阻(例如，K歐姆)以作為分壓器網絡工作。可以將多個開關122.0-122.N耦合到電阻器的端部。因此，開關的選擇性耦合可以提供與電阻器串中不同分段對應的中間節點。這些開關可以基于要轉換的數字字的MSB由二進制控制信號(C₀-C_N)來控制。由此，MSB DAC 120可以提供根據輸入數字字的MSB換算的參考電壓V_REF的一部分。