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JP2002164788A - Differential output type da converter - Google Patents

Differential output type da converter

Info

Publication number
JP2002164788A
JP2002164788A JP2000361065A JP2000361065A JP2002164788A JP 2002164788 A JP2002164788 A JP 2002164788A JP 2000361065 A JP2000361065 A JP 2000361065A JP 2000361065 A JP2000361065 A JP 2000361065A JP 2002164788 A JP2002164788 A JP 2002164788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
currents
voltage
signal
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000361065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuyuki Araki
達之 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Microelectronics Inc filed Critical Kawasaki Microelectronics Inc
Priority to JP2000361065A priority Critical patent/JP2002164788A/en
Publication of JP2002164788A publication Critical patent/JP2002164788A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential output type DA converter which has a wide voltage range with a signal ground as a center and can also output a differential voltage having satisfactory linearity. SOLUTION: A digital signal is decoded by a decoder, and a decode signal is outputted. A current cell array is composed of a constant current source where a current direction is only one direction, and a plurality of current cells having first current paths to be current paths when selected by the decode signal and second current paths to be current paths when unselected are arranged. A current returning circuit generates first and second currents by supplying a sink current or a source current to an added current obtained by adding the currents of a plurality of first current paths and an added current obtained by adding the currents of a plurality of the second current paths, and an IV conversion circuit converts the first and second currents into analog signals of voltage levels corresponding to the first and second currents, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号を、
その入力コードに対応した電圧レベルのアナログ信号に
変換する差動出力型DA変換器に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital signal,
The present invention relates to a differential output type D / A converter for converting an analog signal of a voltage level corresponding to the input code.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、従来のDA変換器を用いて差動
出力を得る回路の一例である。同図に示すDA変換器
(以下、DACという)62は、デジタル信号を、その
入力コードに対応した電圧レベルのアナログ信号に変換
する電流セル型のデジタル−アナログ変換器であって、
デコーダ64と、電流セルアレイ66と、IV変換器6
8と、反転回路78とを備えている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a circuit for obtaining a differential output using a conventional DA converter. A DA converter (hereinafter referred to as DAC) 62 shown in FIG. 1 is a current cell type digital-analog converter for converting a digital signal into an analog signal having a voltage level corresponding to the input code thereof.
Decoder 64, current cell array 66, IV converter 6
8 and an inverting circuit 78.

【0003】図示例のDAC62において、まず、デコ
ーダ64は、デジタル信号の入力コードに対応したデコ
ード信号Sn〜S1を出力する。このデコード信号Sn
〜S1は、次の電流セルアレイ66のスイッチ素子を制
御する信号である。
In the DAC 62 shown in the figure, a decoder 64 first outputs decode signals Sn to S1 corresponding to an input code of a digital signal. This decoded signal Sn
S1 to S1 are signals for controlling the switching elements of the next current cell array 66.

【0004】電流セルアレイ66は、デコード信号Sn
〜S1に対応した電流を供給するもので、n個の電流セ
ル70で構成される。また、各々の電流セル70は、電
流源72と、スイッチ素子74とを備えている。
The current cell array 66 has a decode signal Sn
To supply currents corresponding to .about.S1 and is composed of n current cells 70. Each current cell 70 includes a current source 72 and a switch element 74.

【0005】各々の電流セル70において、電流源72
は、所定の一定電流Iを供給するもので、電源とスイッ
チ素子74との間に接続されている。スイッチ素子74
は、この電流源72からの電流Iを、内部ノードAまた
はグランドBのどちらかに切り替えて供給するもので、
電流源72と内部ノードAおよびグランドBとの間に接
続可能に構成され、デコード信号Sn〜S1の状態に応
じて、内部ノードAまたはグランドBのいずれかに接続
される。
In each current cell 70, a current source 72
Supplies a predetermined constant current I, and is connected between the power supply and the switch element 74. Switch element 74
Switches the current I from the current source 72 to either the internal node A or the ground B and supplies it.
It is configured to be connectable between the current source 72 and the internal node A and the ground B, and is connected to either the internal node A or the ground B according to the state of the decode signals Sn to S1.

【0006】IV変換器68は、電流セルアレイ66か
ら供給される合計の電流を電圧に変換するもので、反転
回路78は、このIV変換器68の出力電圧を反転し
て、IV変換器68の出力と共に差動出力を得るための
ものである。
The IV converter 68 converts the total current supplied from the current cell array 66 into a voltage, and the inverting circuit 78 inverts the output voltage of the IV converter 68 and This is for obtaining a differential output together with the output.

【0007】IV変換器68は、オペアンプOP1と、
抵抗素子R1とを備えている。オペアンプOP1の端子
+にはシグナルグランドSG1が接続され、その端子−
には内部ノードAが接続されている。抵抗素子R1は、
オペアンプOP1の端子−と出力端子との間に接続さ
れ、オペアンプOP1からは、差動出力電圧を構成する
一方の出力信号VoutNが出力されている。
The IV converter 68 includes an operational amplifier OP1 and
And a resistance element R1. The signal ground SG1 is connected to the terminal + of the operational amplifier OP1, and the terminal-
Is connected to the internal node A. The resistance element R1 is
One output signal VoutN, which is connected between the terminal − of the operational amplifier OP1 and the output terminal and forms a differential output voltage, is output from the operational amplifier OP1.

【0008】また、反転回路78は、オペアンプOP2
と、2つの抵抗素子R2とを備えている。オペアンプO
P2の端子+にはシグナルグランドSG2が接続され、
その端子−には、抵抗素子R2を介してオペアンプOP
1の出力信号VoutNが接続されている。また、オペ
アンプOP2の端子−と出力端子との間には抵抗素子R
2が接続され、オペアンプOP2からは、出力信号Vo
utNを反転した、差動出力電圧を構成する他方の出力
信号VoutPが出力されている。
The inverting circuit 78 includes an operational amplifier OP2
And two resistance elements R2. Operational amplifier O
The signal ground SG2 is connected to the terminal + of P2,
The terminal-is connected to an operational amplifier OP via a resistance element R2.
1 output signal VoutN is connected. A resistor R is connected between the terminal-of the operational amplifier OP2 and the output terminal.
2 is connected, and an output signal Vo is output from the operational amplifier OP2.
The other output signal VoutP constituting the differential output voltage, which is obtained by inverting utN, is output.

【0009】図示例のDAC62では、各々の電流セル
70の電流源72から所定の一定電流Iが供給される。
デコーダ64によりデジタル信号の入力コードがデコー
ドされ、デコード信号Sn〜S1が得られる。デコード
信号Sn〜S1の状態に応じて、各電流セル70のスイ
ッチ素子74の接続状態が決定され、電流源72から供
給される電流Iは、各々の電流セル70のスイッチ素子
74の接続状態に応じて、内部ノードA側またはグラン
ドB側のいずれかに流れる。
In the illustrated DAC 62, a predetermined constant current I is supplied from a current source 72 of each current cell 70.
The input code of the digital signal is decoded by the decoder 64, and decoded signals Sn to S1 are obtained. The connection state of switch element 74 of each current cell 70 is determined according to the state of decode signals Sn to S1, and current I supplied from current source 72 changes to the connection state of switch element 74 of each current cell 70. Accordingly, the current flows to either the internal node A side or the ground B side.

【0010】内部ノードA側に流れた電流Iは全て加算
され、その合計の電流IR1は、IV変換器68によ
り、デジタル信号の入力コードに対応した電圧レベルの
アナログ信号VoutNに変換され、反転回路78によ
りアナログ信号VoutNを反転したVoutPに変換
される。例えば、電源電圧をVddとし、シグナルグラ
ンドSG1=SG2=1/2×Vddとすると、アナロ
グ信号VoutN=−(IR1×R1)で表される。ま
た、アナログ信号VoutPは、シグナルグランドSG
2を中心とするアナログ信号VoutNの反転信号であ
る。
All the currents I flowing to the internal node A side are added, and the total current IR1 is converted by an IV converter 68 into an analog signal VoutN of a voltage level corresponding to the input code of the digital signal, and is inverted. At 78, the analog signal VoutN is converted to VoutP which is an inverted version of the analog signal VoutN. For example, assuming that the power supply voltage is Vdd and the signal ground SG1 = SG2 = 1/2 × Vdd, the analog signal is represented as VoutN = − (IR1 × R1). Further, the analog signal VoutP is the signal ground SG.
2 is an inverted signal of the analog signal VoutN centered at 2.

【0011】また、図8は、従来のDA変換器の別の例
の構成概略図である。同図に示すDAC80は、図7に
示すDAC62と比較して、電流セルアレイ66を構成
する各々の正側電流セル70が、電源から内部ノードA
に電流を供給するものであり、各々の負側電流セル79
が、内部ノードAからグランドに電流を引き抜くよう作
用するものである。
FIG. 8 is a schematic diagram of another example of a conventional DA converter. 7 is different from the DAC 62 shown in FIG. 7 in that each positive side current cell 70 forming the current cell array 66
To each of the negative side current cells 79.
Functions to extract a current from the internal node A to the ground.

【0012】各々の正側電流セル70は、正側の電流源
72aおよびスイッチ素子74aを備え、各々の負側電
流セル79は、負側の電流源72bおよびスイッチ素子
74bを備えている。
Each positive-side current cell 70 has a positive-side current source 72a and a switching element 74a, and each negative-side current cell 79 has a negative-side current source 72b and a switching element 74b.

【0013】各々の電流セル70,79において、正側
の電流源72aは、電源と正側のスイッチ素子74aと
の間に接続され、正側のスイッチ素子74aは、正側の
電流源72aと内部ノードAとの間に接続可能に構成さ
れている。また、負側の電流源72bは、グランドと負
側のスイッチ素子74bとの間に接続され、負側のスイ
ッチ素子74bは、負側の電流源72bと内部ノードA
との間に接続可能に構成されている。
In each of the current cells 70 and 79, the positive side current source 72a is connected between the power supply and the positive side switch element 74a, and the positive side switch element 74a is connected to the positive side current source 72a. It is configured to be connectable to the internal node A. The negative current source 72b is connected between the ground and the negative switch element 74b. The negative switch element 74b is connected to the negative current source 72b and the internal node A.
It is configured to be connectable between

【0014】各々の正側電流セル70の正側のスイッチ
素子74aには、デコーダ64から各々デコード信号S
nP〜S1Pが入力され、各々の負側電流セル79の負
側のスイッチ素子74bには、デコーダ64からデコー
ド信号SnN〜S1Nが入力されている。なお、デコー
ド信号SnP〜S1Pおよびデコード信号SnN〜S1
Nにより正負両側のスイッチが同時にオン状態となるこ
とはなく、各々の正側電流セル70および各々の負側電
流セル79のうちいずれか片側の電流セルのみがデジタ
ル信号の入力コードに応じて電流の流れる状態となる。
ここで、Pは正極、Nは負極を意味する。
The positive side switch element 74a of each positive side current cell 70 has a decode signal S
nP to S1P are input, and decode signals SnN to S1N are input from the decoder 64 to the negative switch element 74b of each negative current cell 79. Note that the decode signals SnP to S1P and the decode signals SnN to S1
The switches on both the positive and negative sides are not simultaneously turned on by N, and only one of the positive side current cells 70 and each of the negative side current cells 79 has a current according to the input code of the digital signal. In a flowing state.
Here, P means a positive electrode and N means a negative electrode.

【0015】スイッチ素子74a,74bは、デコード
信号SnP〜S1P,SnN〜S1Nの状態に応じて、
内部ノードAに接続されるかオープン状態とされる。
The switch elements 74a and 74b are provided according to the states of the decode signals SnP to S1P and SnN to S1N.
Connected to internal node A or set to open state.

【0016】正側のスイッチ素子74aが内部ノードA
に接続されると、内部ノードAには、各々の正側電流セ
ル70から、正側の電流源72aを介して所定の一定電
流Ipが供給され、加算される。これに対し、負側のス
イッチ素子74bが内部ノードAに接続されると、内部
ノードAから、各々の負側電流セル79の負側の電流源
72bを介して所定の一定電流Inが引き抜かれる。こ
れ以後の動作は、図7に示すDAC62の場合と同じで
ある。
The positive switch element 74a is connected to the internal node A
Is connected to the internal node A, a predetermined constant current Ip is supplied from each positive side current cell 70 via the positive side current source 72a and added. On the other hand, when the negative switch element 74b is connected to the internal node A, a predetermined constant current In is drawn from the internal node A via the negative current sources 72b of the respective negative current cells 79. . The subsequent operation is the same as that of the DAC 62 shown in FIG.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】図7に示すDAC62
では、例えばアナログ信号VoutNは、シグナルグラ
ンドSG1よりも低い電圧しか出力されない。
The DAC 62 shown in FIG.
Then, for example, the analog signal VoutN outputs only a voltage lower than the signal ground SG1.

【0018】これに対し、シグナルグランドSG1を例
えば1/2×Vddよりも高い電圧として、これの問題
を解決するという方法が考えられる。
On the other hand, there is a method of solving this problem by setting the signal ground SG1 to a voltage higher than, for example, 1/2 × Vdd.

【0019】しかし、例えば電源電圧Vdd=3V程
度、シグナルグランドSG1=2.5Vとした場合、電
源電圧変動により、電源電圧が10%低下した2.7V
となった場合、電流セル70の電流源72を構成するト
ランジスタのVds(ドレイン−ソース間電圧)=2.
7V−2.5V=200mV程度となり、飽和状態での
定電流動作が難しくなる。
However, for example, when the power supply voltage Vdd is about 3 V and the signal ground SG1 is 2.5 V, the power supply voltage is reduced by 10% to 2.7 V due to the power supply voltage fluctuation.
, Vds (drain-source voltage) of the transistor constituting the current source 72 of the current cell 70 = 2.
7V-2.5V = approximately 200mV, which makes it difficult to operate at a constant current in a saturated state.

【0020】この時、シグナルグランドSG1を低くす
ればこの問題は回避できるが、そうすると必然的にアナ
ログ信号VoutN,VoutPの差動出力電圧レンジ
を狭くすることになる。
At this time, this problem can be avoided by lowering the signal ground SG1, but this will necessarily narrow the differential output voltage range of the analog signals VoutN and VoutP.

【0021】一方、図8に示すDAC80では、正側の
スイッチ素子74aが選択されると、シグナルグランド
SGよりも低い電圧がVoutNに出力され、逆に、負
側のスイッチ素子74bが選択されると、シグナルグラ
ンドSGよりも高い電圧がVoutNに出力される。
On the other hand, in the DAC 80 shown in FIG. 8, when the positive switch element 74a is selected, a voltage lower than the signal ground SG is output to VoutN, and conversely, the negative switch element 74b is selected. Then, a voltage higher than the signal ground SG is output to VoutN.

【0022】しかし、図8に示すように、正側および負
側の電流源72a,72bを備えるDAC80をCMO
Sで構成する場合、正側の電流源72aはP型MOSト
ランジスタ(PMOS)、負側の電流源72bはN型M
OSトランジスタ(NMOS)で構成するのが一般的で
あるが、これらのPMOSおよびNMOSの特性、つま
り、電流セル70の電流源72a,72bの定電流特性
を一致させるのは非常に困難であり、これらが一致して
いないとリニアリティが大きく劣化してしまう。
However, as shown in FIG. 8, a DAC 80 having positive and negative current sources 72a and 72b is
In the case of S, the current source 72a on the positive side is a P-type MOS transistor (PMOS), and the current source 72b on the negative side is an N-type M transistor.
Although it is common to use an OS transistor (NMOS), it is very difficult to match the characteristics of the PMOS and NMOS, that is, the constant current characteristics of the current sources 72a and 72b of the current cell 70. If they do not match, the linearity will be greatly degraded.

【0023】したがって、図7の場合でも、図8の場合
でも、出力差動電圧がリニアリティよく出力レンジを広
くとることは難しい。
Therefore, it is difficult to obtain a wide output range with good linearity of the output differential voltage in both the case of FIG. 7 and the case of FIG.

【0024】本発明の目的は、前記従来技術に基づく問
題点を解消し、シグナルグランドを中心として広い電圧
レンジを持ち、なおかつリニアリティの良好な差動電圧
を出力可能な差動出力型DA変換器を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide a differential output type DA converter having a wide voltage range centered on a signal ground and capable of outputting a differential voltage with good linearity. Is to provide.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、デジタル信号をデコードしてデコード信
号を出力するデコーダと、電流の方向が一方向のみの定
電流源で構成され、前記デコード信号による選択時に前
記電流の経路となる第1電流経路および非選択時に前記
電流の経路となる第2電流経路を有する電流セルが複数
配置された電流セルアレイと、複数の前記第1電流経路
の電流を加算した加算電流および複数の前記第2電流経
路の電流を加算した加算電流に対しシンク電流またはソ
ース電流を供給することにより第1の電流および第2の
電流を生成する電流折り返し回路と、前記第1および第
2の電流のそれぞれに対応する電圧レベルのアナログ信
号に変換するIV変換回路と、を備えていることを特徴
とする差動出力型DA変換器を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a decoder for decoding a digital signal and outputting a decoded signal, and a constant current source having only one direction of current, A current cell array in which a plurality of current cells each having a first current path serving as the current path when selected by the decode signal and a second current path serving as the current path when not selected; and a plurality of the first current paths A current return circuit that generates a first current and a second current by supplying a sink current or a source current to an addition current obtained by adding the currents of the first and second current paths and a current obtained by adding the currents of the plurality of second current paths; And an IV conversion circuit for converting an analog signal of a voltage level corresponding to each of the first and second currents into an analog signal. There is provided a A converter.

【0026】ここで、前記ソース電流は前記電流セルア
レイを流れる総和電流の略半分に相当し、前記シンク電
流は前記総和電流に略相当するものであるのが好まし
い。また、前記電流折り返し回路は、第1の電圧に接続
された第1および第2の定電流源により前記ソース電流
を生成し、第2の電圧に接続された第3および第4の定
電流源により前記シンク電流を生成するのが好ましい。
Here, it is preferable that the source current corresponds to substantially half of the total current flowing through the current cell array, and the sink current substantially corresponds to the total current. Further, the current folding circuit generates the source current by first and second constant current sources connected to a first voltage, and generates third and fourth constant current sources connected to a second voltage. It is preferable to generate the sink current by

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明の差動出力型DA変換器を詳細
に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a differential output type DA converter according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

【0028】図1は、本発明の差動出力型DA変換器の
一実施例の構成概略図である。同図に示す差動出力型D
A変換器(以下、DACという)10は、デジタル信号
を、その入力コードに対応した電圧レベルの差動出力の
2つのアナログ信号に変換する電流セル型のデジタル−
アナログ変換器であって、基本的に、デコーダ12と、
電流セルアレイ14と、電流折り返し回路16と、IV
変換回路18とを備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of a differential output type DA converter according to the present invention. Differential output type D shown in FIG.
An A converter (hereinafter, referred to as DAC) 10 converts a digital signal into two analog signals of a differential output having a voltage level corresponding to an input code of the digital signal.
An analog converter, basically comprising a decoder 12;
Current cell array 14, current folding circuit 16, IV
And a conversion circuit 18.

【0029】図示例のDAC10において、まず、デコ
ーダ12は、デジタル信号をデコードして、その入力コ
ードに対応したデコード信号を出力する。図示例の場
合、デコーダ12は、2ビットのデジタル信号D1,D
0をデコードして、その入力コードに対応したデコード
信号S3N〜S0N,S3P〜S0Pを出力する。これ
らのデコード信号S3N〜S0Nとデコード信号S3P
〜S0Pとは各々排他的な信号である。
In the illustrated DAC 10, first, the decoder 12 decodes a digital signal and outputs a decoded signal corresponding to the input code. In the case of the illustrated example, the decoder 12 includes two-bit digital signals D1 and D2.
0, and decode signals S3N to S0N and S3P to S0P corresponding to the input code are output. These decode signals S3N to S0N and decode signal S3P
SS0P are exclusive signals.

【0030】続いて、電流セルアレイ14は、デコーダ
12から入力されるデコード信号に対応した電流が第1
および第2の内部ノードP1,N1のそれぞれに供給さ
れ、これらの電流が加算されるもので、図示例では4つ
の電流セル20を備えている。各々の電流セル20は、
電流源となるP型MOSトランジスタ(以下、PMOS
という)22と、スイッチ回路となる2つのPMOS2
4,26とを備えている。
Subsequently, the current corresponding to the decode signal input from the decoder 12 is supplied to the first current cell array 14.
And the currents are added to the second internal nodes P1 and N1, respectively, and these currents are added. In the illustrated example, four current cells 20 are provided. Each current cell 20
P-type MOS transistor serving as a current source (hereinafter referred to as PMOS
22) and two PMOSs 2 serving as switch circuits.
4, 26.

【0031】各々の電流セル20において、PMOS2
2のソースは電源に接続され、そのドレインはPMOS
24,26のソースに接続され、PMOS24,26の
ドレインは、それぞれ第1および第2の内部ノードとな
る内部ノードP1,N1に接続されており、このノード
P1,N1で各々の電流セル20の電流が加算される。
また、PMOS22のゲートにはバイアス電圧VB1が
共通に接続され、PMOS24,26のゲートには、デ
コード信号S3N〜S0NおよびS3P〜S0Pがそれ
ぞれ入力されている。
In each current cell 20, PMOS2
2 has a source connected to the power supply and a drain connected to the PMOS.
24 and 26, and the drains of the PMOSs 24 and 26 are connected to internal nodes P1 and N1, respectively, which are first and second internal nodes. The current is added.
The gate of the PMOS 22 is commonly connected to the bias voltage VB1, and the gates of the PMOSs 24 and 26 are supplied with decode signals S3N to S0N and S3P to S0P, respectively.

【0032】各々の電流セル20の電流源のPMOS2
2はカレントミラー回路を構成する。したがって、バイ
アス電圧VB1の電圧レベルに応じて、電源から、各々
の電流セル20を介し、内部ノードP1,N1に対し
て、本実施例では、ほぼ等しい一定の電流aが供給され
る。なお、本発明では、電流セルアレイ14を構成する
全ての電流セル20から供給される電流の総和を総和電
流という。本実施例の場合、総和電流は4aである。
The PMOS2 of the current source of each current cell 20
2 constitutes a current mirror circuit. Therefore, in the present embodiment, a substantially constant current a is supplied from the power supply to the internal nodes P1 and N1 via the respective current cells 20 in accordance with the voltage level of the bias voltage VB1. In the present invention, the sum of the currents supplied from all the current cells 20 constituting the current cell array 14 is referred to as a total current. In the case of the present embodiment, the total current is 4a.

【0033】また、スイッチ回路のPMOS24,26
は、デコード信号S3N〜S0NおよびS3P〜S0P
に応じてどちらか一方がオンし、他方はオフする。ここ
で、PMOS24がオンした場合、電流源22からPM
OS24を介して内部ノードP1に電流aが供給され、
加算される。同じく、PMOS26がオンした場合、電
流源22からPMOS26を介して内部ノードN1に電
流aが供給され、加算される。
The PMOSs 24, 26 of the switch circuit
Are the decode signals S3N to S0N and S3P to S0P
, One of them turns on and the other turns off. Here, when the PMOS 24 is turned on, the PM
The current a is supplied to the internal node P1 via the OS 24,
Is added. Similarly, when the PMOS 26 is turned on, the current a is supplied from the current source 22 to the internal node N1 via the PMOS 26, and is added.

【0034】電流折り返し回路16は、総和電流の半分
に相当するソース電流を電源から内部ノードP1,N1
へ供給すると共に、総和電流に相当するシンク電流を内
部ノードP1,N1からグランドへ引き抜くもので、総
和電流の半分に相当する電流を電源から内部ノードP
1,N1へ供給する電源側の電流源28と、総和電流に
相当する電流を内部ノードP1,N1からグランドへ引
き抜くグランド側の電流源30とを備えている。
The current folding circuit 16 supplies a source current corresponding to half of the total current from the power supply to the internal nodes P1 and N1.
And a sink current corresponding to the total current is drawn from the internal nodes P1 and N1 to the ground, and a current corresponding to half of the total current is supplied from the power supply to the internal node P1.
1 and N1, and a ground-side current source 30 that draws a current corresponding to the total current from the internal nodes P1 and N1 to the ground.

【0035】電源側の電流源28は2つのPMOS3
2,34を備えている。これらのPMOS32,34は
電源と内部ノードP1,N1との間にそれぞれ接続さ
れ、そのゲートにはバイアス電圧VB1が共通に接続さ
れている。
The current source 28 on the power supply side includes two PMOS3
2, 34. These PMOSs 32 and 34 are respectively connected between the power supply and the internal nodes P1 and N1, and the gates thereof are commonly connected to the bias voltage VB1.

【0036】電源側の電流源28のPMOS32,34
は、電流セルアレイ14の電流源のPMOS22と共に
カレントミラー回路を構成する。本実施例では、電源か
ら、これらのPMOS32,34を介し、電流セルアレ
イ14の総和電流の半分に相当する、ほぼ等しい一定の
ソース電流2aが供給される。
The PMOSs 32 and 34 of the current source 28 on the power supply side
Constitutes a current mirror circuit together with the PMOS 22 of the current source of the current cell array 14. In the present embodiment, a substantially equal constant source current 2a corresponding to half of the total current of the current cell array 14 is supplied from the power supply via the PMOSs 32 and 34.

【0037】一方、グランド側の電流源30は2つのN
型MOSトランジスタ(以下、NMOSという)36,
38を備えている。NMOS36,38は、内部ノード
P1,N1とグランドとの間にそれぞれ接続され、その
ゲートにはバイアス電圧VB2が共通に接続されてい
る。
On the other hand, the ground side current source 30 has two N
Type MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS) 36,
38. The NMOSs 36 and 38 are connected between the internal nodes P1 and N1 and the ground, respectively, and the gates thereof are commonly connected to the bias voltage VB2.

【0038】グランド側の電流源30のNMOS36,
38はカレントミラー回路を構成する。本実施例では、
それぞれの内部ノードP1,N1から、NMOS36,
38を介し、グランドへ電流セルアレイ14の総和電流
に相当する、ほぼ等しい一定のシンク電流4aが引き抜
かれる。
The NMOS 36 of the current source 30 on the ground side
38 constitutes a current mirror circuit. In this embodiment,
From each of the internal nodes P1 and N1, the NMOS 36,
A substantially equal constant sink current 4a corresponding to the total current of the current cell array 14 is drawn to the ground via 38.

【0039】内部ノードP1,N1には、電流セルアレ
イ14から、デジタル信号の入力コードに対応した電流
が供給される。そして、電流折り返し回路16により、
電源から内部ノードP1,N1に対して電流セルアレイ
14の総和電流の半分に相当する電流2aが供給され、
内部ノードP1,N1からグランドに対して電流セルア
レイ14の総和電流に相当する電流4aが引き抜かれ
る。すなわち、電流折り返し回路16では、内部ノード
P1,N1に供給された電流セルアレイ14の電流から
電流セルアレイ14の総和電流の半分に相当する電流2
aだけ引き抜かれ、この電流が電流折り返し回路16の
出力電流IP,INとなり、IV変換回路18に入力さ
れる。
A current corresponding to the input code of the digital signal is supplied from the current cell array 14 to the internal nodes P1 and N1. Then, by the current turning circuit 16,
A current 2a corresponding to half of the total current of the current cell array 14 is supplied from the power supply to the internal nodes P1 and N1,
A current 4a corresponding to the total current of the current cell array 14 is drawn from the internal nodes P1 and N1 to the ground. That is, in the current folding circuit 16, the current 2 corresponding to half of the total current of the current cell array 14 is calculated based on the current of the current cell array 14 supplied to the internal nodes P1 and N1.
a is extracted, and this current becomes the output currents IP and IN of the current turning circuit 16 and is input to the IV conversion circuit 18.

【0040】最後に、IV変換回路18は、電流折り返
し回路16から出力された電流を、これに対応した電圧
レベルの2つのアナログ信号に変換するもので、図示例
では、電流折り返し回路16から出力された電流IP,
INを、これに対応した電圧レベルのアナログ信号Vo
utP,VoutNに変換する2つのIV変換器40,
42を備えている。
Lastly, the IV conversion circuit 18 converts the current output from the current return circuit 16 into two analog signals having voltage levels corresponding to the current. Current IP,
IN is set to an analog signal Vo of a voltage level corresponding to IN.
two IV converters 40 for converting the signals into outP and VoutN,
42 are provided.

【0041】ここで、IV変換器40は、オペアンプO
P1と、抵抗素子RFB1とを備えている。IV変換器
40のオペアンプOP1の端子+にはシグナルグランド
SGが接続され、その端子−には内部ノードP1が接続
されている。抵抗素子RFB1はオペアンプOP1の端
子−と出力端子との間に接続され、オペアンプOP1か
らは出力電圧VoutPが出力されている。
Here, the IV converter 40 includes an operational amplifier O
P1 and a resistance element RFB1 are provided. The signal ground SG is connected to the terminal + of the operational amplifier OP1 of the IV converter 40, and the internal node P1 is connected to the terminal-. The resistance element RFB1 is connected between the terminal − of the operational amplifier OP1 and the output terminal, and the operational amplifier OP1 outputs an output voltage VoutP.

【0042】同じく、IV変換器42は、オペアンプO
P2と、抵抗素子RFB2とを備えている。IV変換器
42のオペアンプOP2の端子+にはシグナルグランド
SGが接続され、その端子−には内部ノードN1が接続
されている。抵抗素子RFB2はオペアンプOP2の端
子−と出力端子との間に接続され、オペアンプOP2か
らは出力電圧VoutNが出力されている。
Similarly, the IV converter 42 includes an operational amplifier O
P2 and a resistance element RFB2. The signal ground SG is connected to the terminal + of the operational amplifier OP2 of the IV converter 42, and the internal node N1 is connected to the terminal-. The resistance element RFB2 is connected between the terminal-of the operational amplifier OP2 and the output terminal, and the operational amplifier OP2 outputs the output voltage VoutN.

【0043】なお、本実施例では、抵抗素子RFB1,
RFB2の抵抗値は等しく、抵抗値Rと表現するものと
する。また、オペアンプOP1,OP2の端子−の電位
は、シグナルグランドSGに仮想接地され、電流折り返
し回路16から出力された電流IP,INは、このオペ
アンプOP1,OP2の端子−のノードを通り、抵抗素
子RFB1,RFB2に流れる。よって、これらIV変
換器40,42の出力電圧VoutP,VoutNは、
RFB1=RFB2=Rであるので、VoutP=−
(IP×RFB1)=−(IP×R)[V0p:ゼロピ
ーク電圧]、VoutN=−(IN×RFB2)=−
(IN×R)[V0p]であり、シグナルグランドSG
を中心とした差動電圧出力となる。
In this embodiment, the resistance elements RFB1,
The resistance values of RFB2 are equal and are expressed as resistance value R. The potentials of the terminals-of the operational amplifiers OP1 and OP2 are virtually grounded to the signal ground SG, and the currents IP and IN output from the current return circuit 16 pass through the nodes of the terminals-of the operational amplifiers OP1 and OP2 and are connected to the resistance element. It flows to RFB1 and RFB2. Therefore, the output voltages VoutP, VoutN of these IV converters 40, 42 are
Since RFB1 = RFB2 = R, VoutP = −
(IP × RFB1) = − (IP × R) [V0p: zero peak voltage], VoutN = − (IN × RFB2) = −
(IN × R) [V0p] and signal ground SG
And a differential voltage output centered at

【0044】次に、図2に示す表1を参照しながら、D
AC10の動作を説明する。
Next, referring to Table 1 shown in FIG.
The operation of AC10 will be described.

【0045】図示例のDAC10では、まず、デコーダ
12により、2ビットのデジタル信号D1,D0がデコ
ードされ、その入力コードに対応したデコード信号S3
N〜S0N,S3P〜S0Pが電流セルアレイ14に入
力される。
In the illustrated DAC 10, first, the decoder 12 decodes the 2-bit digital signals D1 and D0, and outputs the decoded signal S3 corresponding to the input code.
N to S0N and S3P to S0P are input to the current cell array 14.

【0046】続いて、電流セルアレイ14では、デコー
ダ12から入力されるデコード信号S3N〜S0N,S
3P〜S0Pに対応した電流が内部ノードP1,N1に
それぞれ供給される。
Subsequently, in the current cell array 14, the decode signals S3N to S0N, S
Currents corresponding to 3P to S0P are supplied to internal nodes P1 and N1, respectively.

【0047】また、電流折り返し回路16により、電源
から内部ノードP1,N1のそれぞれに対して総和電流
の半分に相当する電流2aが供給され、内部ノードP
1,N1からグランドに対して総和電流に相当する電流
4aが引き抜かれる。すなわち、内部ノードP1,N1
に供給された電流セルアレイ14の電流から電流セルア
レイ14の総和電流の半分に相当する2aだけ引き抜か
れ、この電流が電流折り返し回路16の出力電流IP,
INとなる。
Further, a current 2a corresponding to half of the total current is supplied from a power supply to each of internal nodes P1 and N1 by current folding circuit 16, and internal node P1
A current 4a corresponding to the total current is drawn from 1, N1 to the ground. That is, the internal nodes P1, N1
Is extracted from the current supplied to the current cell array 14 by 2a corresponding to half of the total current of the current cell array 14, and this current is output from the current return circuit 16 by the output current IP,
IN.

【0048】そして、IV変換回路18により、電流折
り返し回路16の出力電流IP,INが、これに対応し
た差動電圧出力であるアナログ信号VoutP,Vou
tNに変換される。
Then, the output currents IP and IN of the current folding circuit 16 are converted by the IV conversion circuit 18 into analog signals VoutP and Vout, which are differential voltage outputs corresponding thereto.
Converted to tN.

【0049】図2の表1に示すように、例えばデジタル
信号D1,D0=0,1の場合、デコード信号S3N〜
S0N=1,0,0,0、デコード信号S3P〜S0P
=0,1,1,1となり、4つの電流セル20の内の3
つの電流セル20のPMOS24がオン、1つの電流セ
ル20のPMOS26がオンして、電流セルアレイ14
から、PMOS24を介して内部ノードP1に電流3a
が、PMOS26を介して内部ノードN1に電流aがそ
れぞれ供給される。
As shown in Table 1 of FIG. 2, for example, when the digital signals D1 and D0 = 0 and 1, the decode signals S3N to
S0N = 1,0,0,0, decode signals S3P to S0P
= 0, 1, 1, 1 and 3 of the four current cells 20
The PMOS 24 of one current cell 20 is turned on, the PMOS 26 of one current cell 20 is turned on, and the current cell array 14
From the internal node P1 via the PMOS 24 to the current 3a
However, the current a is supplied to the internal node N1 via the PMOS 26.

【0050】また、電流折り返し回路16により、電源
から内部ノードP1,N1のそれぞれに対して総和電流
の半分に相当する電流2aが供給され、内部ノードP
1,N1からグランドに対して総和電流に相当する電流
4aが引き抜かれる。すなわち、内部ノードP1,N1
に供給された電流セルアレイ14の電流から電流セルア
レイ14の総和電流の半分に相当する2aだけ引き抜か
れ、この電流が電流折り返し回路16の出力電流IP,
INとなる。その結果、電流折り返し回路16の出力電
流IP,INは、それぞれIP=3a+2a−4a=
a、IN=a+2a−4a=−aとなる。
A current 2a corresponding to half of the total current is supplied from the power supply to each of internal nodes P1 and N1 by current folding circuit 16, and internal node P1
A current 4a corresponding to the total current is drawn from 1, N1 to the ground. That is, the internal nodes P1, N1
Is extracted from the current supplied to the current cell array 14 by 2a corresponding to half of the total current of the current cell array 14, and this current is output from the current return circuit 16 by the output current IP,
IN. As a result, the output currents IP and IN of the current folding circuit 16 are respectively IP = 3a + 2a-4a =
a, IN = a + 2a-4a = -a.

【0051】これらの電流折り返し回路16の出力電流
IP,INは、IV変換回路18に入力され、R=RF
B1=RFB2とすると、アナログ信号VoutP=−
(IP×R)=−(a×R)=−a×R[V0p:ゼロ
ピーク電圧]、アナログ信号VoutN=−(IN×
R)=−(−a×R)=a×R[V0p]という、シグ
ナルグランドSGを中心とした差動電圧に変換される。
The output currents IP and IN of the current folding circuit 16 are input to an IV conversion circuit 18 where R = RF
Assuming that B1 = RFB2, the analog signal VoutP = −
(IP × R) = − (a × R) = − a × R [V0p: zero peak voltage], analog signal VoutN = − (IN ×
R) = − (− a × R) = a × R [V0p], which is converted into a differential voltage centered on the signal ground SG.

【0052】また、デジタル信号D1,D0=1,0の
場合および1,1の場合も同様に動作する。なお、本発
明のDACは、差動電圧を出力する構成であり、デジタ
ル信号D1,D0=1,0で差動電圧出力VoutP,
VoutNがそれぞれ0[V0p]すなわちバイポーラ
ゼロBPZとなるものとし、デジタル信号D1,D0=
0,0の場合を除くものとする。
The same operation is performed when the digital signals D1, D0 = 1, 0 and 1, 1. Note that the DAC of the present invention is configured to output a differential voltage, and to output differential voltages VoutP, VoutP,
It is assumed that VoutN is 0 [V0p], that is, bipolar zero BPZ, and digital signals D1 and D0 =
The case of 0,0 shall be excluded.

【0053】図示例のDAC10では、電流折り返し回
路16によって、各々の電流セルアレイ20から内部ノ
ードP1,N1に供給される電流に対して総和電流の半
分に相当する電流を少なくするのと等価な動作をしてお
り、電流セルアレイ14を構成する電流セル20が、例
えば電源から電流を供給する正側の一方向のみの電流を
持った電流源だけでよく、図8に示すDAC80の場合
のように、電流をグランドへ引き抜く負側の電流源は必
要ないため、簡素に構成することができる。
In the DAC 10 shown in the drawing, an operation equivalent to reducing the current corresponding to half of the total current with respect to the current supplied from each current cell array 20 to the internal nodes P1 and N1 by the current folding circuit 16 is performed. The current cell 20 constituting the current cell array 14 may be, for example, only a current source having a current in only one positive side, which supplies a current from a power supply, as in the case of the DAC 80 shown in FIG. Since a negative current source for drawing a current to the ground is not required, the configuration can be simplified.

【0054】また、DAC10では、電流セルアレイ1
4の各電流セル20を構成する電流源22および電流折
り返し回路16の電流源28,30が共にカレントミラ
ー動作することが可能な範囲で、かつ、IV変換回路1
8のオペアンプOP1,OP2が動作可能な範囲で電源
電圧を低電圧化することが可能であるという利点もあ
る。
In the DAC 10, the current cell array 1
4 and the current sources 28 and 30 of the current folding circuit 16 are both in a range where the current mirror operation can be performed, and the IV conversion circuit 1
There is also an advantage that the power supply voltage can be lowered within a range where the eight operational amplifiers OP1 and OP2 can operate.

【0055】また、DAC10では、アナログ信号Vo
utP,VoutNの出力電圧レンジはIV変換回路1
8で用いられる抵抗素子RFB1,RFB2およびオペ
アンプOP1,OP2の出力電圧レンジで決定されるた
め、これらを適宜変更することにより広い出力電圧レン
ジを得ることができる。
In the DAC 10, the analog signal Vo
The output voltage range of utP and VoutN is IV conversion circuit 1.
8 is determined by the output voltage ranges of the resistance elements RFB1 and RFB2 and the operational amplifiers OP1 and OP2 used in FIG. 8, and a wide output voltage range can be obtained by appropriately changing these.

【0056】次に、図3に示す別の実施例を挙げて、本
発明の差動出力型DA変換器について説明する。
Next, a differential output DA converter according to the present invention will be described with reference to another embodiment shown in FIG.

【0057】図3は、本発明の差動出力型DA変換器の
別の実施例の構成概略図である。同図に示すDAC44
は、図1に示すDAC10において、電流セルアレイ1
4を構成する各電流セル20の電流源であるPMOS2
2、ならびに、電流折り返し回路16を構成する電源側
の電流源28およびグランド側の電流源30をそれぞれ
カスコード接続したものである。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of another embodiment of the differential output type DA converter according to the present invention. DAC 44 shown in FIG.
Is the current cell array 1 in the DAC 10 shown in FIG.
4 which is a current source of each current cell 20 constituting
2, and a cascode connection of a current source 28 on the power supply side and a current source 30 on the ground side that constitute the current folding circuit 16.

【0058】すなわち、電流セルアレイ14の各々の電
流セル20の電流源は、図1に示すDAC10の場合と
比べて、さらに電流源のPMOS22のドレインとスイ
ッチ素子のPMOS24,26のソースとの間に接続さ
れたPMOS46を備えている。
That is, the current source of each current cell 20 of the current cell array 14 is further provided between the drain of the PMOS 22 of the current source and the sources of the PMOSs 24 and 26 of the switching elements, as compared with the case of the DAC 10 shown in FIG. A connected PMOS 46 is provided.

【0059】また、電流折り返し回路16の電源側の電
流源28は、図1に示すDAC10の場合と比べて、さ
らに、それぞれPMOS32,34と内部ノードP1,
N1との間に接続された2つのPMOS48,50を備
えている。そして、電流セルアレイ14のPMOS46
および電流折り返し回路16のPMOS48,50のゲ
ートにはバイアス電圧VB3が共通に接続され、これら
のPMOS46,48,50はカレントミラー回路を構
成する。
The current source 28 on the power supply side of the current folding circuit 16 further includes PMOSs 32 and 34 and internal nodes P1 and P2, respectively, as compared with the case of the DAC 10 shown in FIG.
There are provided two PMOSs 48 and 50 connected between N1 and N1. The PMOS 46 of the current cell array 14
The bias voltage VB3 is commonly connected to the gates of the PMOSs 48 and 50 of the current folding circuit 16, and these PMOSs 46, 48 and 50 constitute a current mirror circuit.

【0060】同じく、電流折り返し回路16のグランド
側の電流源30は、図1に示すDAC10の場合と比べ
て、さらにNMOS36,38と内部ノードP1,N1
との間に接続された2つのNMOS52,54を備えて
いる。これらのNMOS52,54のゲートにはバイア
ス電圧VB4が共通に接続され、カレントミラー回路を
構成する。
Similarly, the current source 30 on the ground side of the current folding circuit 16 further includes NMOSs 36 and 38 and internal nodes P1 and N1 as compared with the DAC 10 shown in FIG.
And two NMOSs 52 and 54 connected between them. The gates of these NMOSs 52 and 54 are commonly connected to a bias voltage VB4 to form a current mirror circuit.

【0061】図1に示すDAC10では、内部ノードP
1,N1がIV変換器18のオペアンプOP1,OP2
の端子−に接続されるため、仮想接地により、内部ノー
ドP1,N1がシグナルグランドSGの電位に固定され
る。したがって、電流折り返し回路16の電源側および
グランド側の電流源28,30のVds(ドレイン−ソ
ース間電圧)は、それぞれ電源電圧Vdd−シグナルグ
ランドの電圧SG,シグナルグランドの電圧SG−グラ
ンド電圧Vssとなる。
In the DAC 10 shown in FIG.
1, N1 are operational amplifiers OP1, OP2 of the IV converter 18
, The internal nodes P1 and N1 are fixed to the potential of the signal ground SG by the virtual ground. Therefore, Vds (drain-source voltage) of the current sources 28 and 30 on the power supply side and the ground side of the current turning-back circuit 16 are, respectively, the power supply voltage Vdd-the signal ground voltage SG, the signal ground voltage SG-the ground voltage Vss. Become.

【0062】これに対し、図3に示す例では、電流折り
返し回路16において、PMOS48,50、NMOS
52,54がPMOS32,34、NMOS36,38
のそれぞれとカスコード構成としたため、これら定電流
源のトランジスタのアーリー効果を抑え、その定電流特
性を向上させることができる。
On the other hand, in the example shown in FIG.
52, 54 are PMOS 32, 34, NMOS 36, 38
And a cascode configuration, it is possible to suppress the Early effect of the transistors of these constant current sources and improve the constant current characteristics.

【0063】次に、図4に示す別の実施例を挙げて、本
発明の差動出力型DA変換器について説明する。
Next, a differential output DA converter according to the present invention will be described with reference to another embodiment shown in FIG.

【0064】図4は、本発明の差動出力型DA変換器の
別の実施例の構成概略図である。同図に示すDAC56
は、図3に示すDAC44において、デジタル信号が8
ビットの場合、すなわち、電流セルアレイ14が256
個の電流セル20を備えるものである。なお、これ以外
の構成は、図3に示すDAC44と同じである。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of another embodiment of the differential output type DA converter according to the present invention. DAC 56 shown in FIG.
Indicates that the digital signal of the DAC 44 shown in FIG.
Bit, that is, the current cell array 14 has 256
The current cell 20 is provided. The other configuration is the same as that of the DAC 44 shown in FIG.

【0065】この場合、電流セルアレイ14の総和電流
は256aとなり、電流折り返し回路16の電源側の電
流源28からは総和電流の半分に相当する128aの電
流が供給され、グランド側の電流源30からは総和電流
に相当する256aの電流が引き抜かれる。
In this case, the total current of the current cell array 14 is 256a, and a current of 128a corresponding to half of the total current is supplied from the current source 28 on the power supply side of the current folding circuit 16 and the current source 30 on the ground side. , A current of 256a corresponding to the total current is extracted.

【0066】図5の表2に示すように、デジタル信号が
8ビットの場合、IV変換器40,42に流れる電流I
P,INは、0を中心として、−127a〜127aま
での255段階の値となる。なお、表2において、FS
はフルスケール、BPZはバイポーラゼロ、V0pはゼ
ロピーク電圧を表す。R=RFB1=RFB2とする
と、アナログ信号VoutP=−(IP×R)[V0
p]、VoutN=−(IN×R)[V0p]となり、
電流IP,INに対応し、シグナルグランドSGを中心
とした差動出力電圧を得る。
As shown in Table 2 of FIG. 5, when the digital signal is 8 bits, the current I flowing through the IV converters 40 and 42
P and IN are values of 255 steps from -127a to 127a with 0 being the center. In Table 2, FS
Represents full scale, BPZ represents bipolar zero, and V0p represents zero peak voltage. Assuming that R = RFB1 = RFB2, the analog signal VoutP = − (IP × R) [V0
p], VoutN = − (IN × R) [V0p],
A differential output voltage corresponding to the currents IP and IN and centering on the signal ground SG is obtained.

【0067】この例のように、本発明の差動出力型DA
変換器では、デジタル信号のビット数、すなわち、電流
セルアレイの電流セルの個数は何ら限定されない。
As in this example, the differential output type DA of the present invention is used.
In the converter, the number of bits of the digital signal, that is, the number of current cells in the current cell array is not limited at all.

【0068】次に、図6に示す別の実施例を挙げて、本
発明の差動出力型DA変換器について説明する。
Next, a differential output DA converter according to the present invention will be described with reference to another embodiment shown in FIG.

【0069】図6は、本発明の差動出力型DA変換器の
一実施例の構成概念図である。同図に示すDAC58
は、それぞれデジタル信号の上位ビットおよび下位ビッ
トに対応して動作する、上位ビット用および下位ビット
用の2つの部分に分割したもので、デコーダ12と、上
位用の電流セルアレイ14aおよび電流折り返し回路1
6aと、下位用の電流セルアレイ14bおよび電流折り
返し回路16bと、IV変換回路18とを備えている。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the configuration of an embodiment of the differential output type DA converter according to the present invention. DAC 58 shown in FIG.
Is divided into two parts, one for the upper bit and the other for the lower bit, which operate in response to the upper and lower bits of the digital signal, respectively. The decoder 12, the upper current cell array 14a and the current folding circuit 1
6a, a lower-order current cell array 14b, a current folding circuit 16b, and an IV conversion circuit 18.

【0070】デジタル信号はデコーダ12に入力され、
デコーダ12からは、デジタル信号の上位ビットおよび
下位ビットをデコードして得られた上位用および下位用
のデコード信号が上位用および下位用電流セルアレイ1
4a,14bにそれぞれ入力される。
The digital signal is input to the decoder 12,
The upper and lower decoded signals obtained by decoding the upper and lower bits of the digital signal are output from the decoder 12 to the upper and lower current cell arrays 1.
4a and 14b.

【0071】上位用電流セルアレイ14aからは、内部
ノードP1,N1に対して、上位用のデコード信号に対
応した電流が供給され、下位用電流セルアレイ14bか
らは、内部ノードP2,N2に対して、下位用のデコー
ド信号に対応した電流が供給される。
The upper current cell array 14a supplies a current corresponding to the upper decode signal to the internal nodes P1 and N1, and the lower current cell array 14b supplies the current to the internal nodes P2 and N2. A current corresponding to the lower decode signal is supplied.

【0072】また、上位用電流折り返し回路16aによ
り、上位用電流セルアレイ14aの総和電流の半分に相
当する電流が電源から内部ノードP1,N1へ供給され
ると共に、総和電流に相当する電流が内部ノードP1,
N1からグランドへ引き抜かれ、この上位用電流折り返
し回路16aの出力電流がIP1,IN1となる。同じ
く、下位用電流折り返し回路16bにより、下位用電流
セルアレイ14bの総和電流の半分に相当する電流が電
源から内部ノードP2,N2へ供給されると共に、総和
電流に相当する電流が内部ノードP2,N2からグラン
ドへ引き抜かれ、この下位用電流折り返し回路16bの
出力電流がIP2,IN2となる。
Further, a current corresponding to half of the total current of upper current cell array 14a is supplied from power supply to internal nodes P1 and N1, and a current corresponding to the total current is supplied to internal node P1,
The current is pulled out from N1 to the ground, and the output currents of the higher-order current turning-back circuit 16a become IP1 and IN1. Similarly, a current corresponding to half of the total current of lower current cell array 14b is supplied from power supply to internal nodes P2 and N2 by lower current folding circuit 16b, and a current corresponding to the total current is generated by internal nodes P2 and N2. To the ground, and the output currents of the lower current return circuit 16b become IP2 and IN2.

【0073】そして、上位用電流折り返し回路16aの
出力電流IP1,IN1、下位用電流折り返し回路16
bの出力電流IP2,IN2が、それぞれIV変換回路
18のIV変換器40,42へ入力され、アナログ信号
VoutP,VoutNに変換される。但し、IV変換
器40,42は等しいフィードバック抵抗RFBを持つ
ものとする。
Then, the output currents IP1 and IN1 of the higher-order current return circuit 16a and the lower-order current return circuit 16a
The output currents IP2 and IN2 of b are input to the IV converters 40 and 42 of the IV conversion circuit 18, respectively, and are converted into analog signals VoutP and VoutN. However, the IV converters 40 and 42 have the same feedback resistance RFB.

【0074】この例のように、本発明のDAC58で
は、デジタル信号のビットに応じて、電流セルアレイ1
4および電流折り返し回路16を複数設けた構成とする
ことも可能である。
As in this example, the DAC 58 of the present invention uses the current cell array 1 according to the bit of the digital signal.
4 and a plurality of the current folding circuits 16 may be provided.

【0075】また、DACの出力信号帯域が低周波信号
帯域である場合、より高精度化することを目的として、
電流セルアレイにエレメントマッチング技術を取り入れ
ることも可能である。なお、エレメントマッチング技術
自体は、例えば米国特許第4935740号などに記載
されている。
Further, when the output signal band of the DAC is a low-frequency signal band, for the purpose of achieving higher precision,
It is also possible to incorporate element matching technology into the current cell array. The element matching technique itself is described in, for example, US Pat. No. 4,935,740.

【0076】本発明の実施例では、シンク電流およびソ
ース電流を総和電流および総和電流の半分としたが、こ
れらの値は限定されず、任意に設定することも可能であ
る。
In the embodiment of the present invention, the sink current and the source current are set to the total current and half of the total current, but these values are not limited and can be set arbitrarily.

【0077】なお、本発明の差動出力型DA変換器の差
動出力電圧については既知の差動電圧と同様のものとす
る。すなわち、差動出力端子VoutPの電圧およびV
outNの電圧が接地電位(グランドGND)もしくは
シグナルグランドSGに対して同電位の場合は同相電圧
となる。また、VoutP,VoutNの両出力端子間
の電位差が差動電圧となる。
The differential output voltage of the differential output type DA converter of the present invention is the same as a known differential voltage. That is, the voltage of the differential output terminal VoutP and V
When the voltage of outN is the same as the ground potential (ground GND) or the signal ground SG, the voltage becomes the in-phase voltage. Further, a potential difference between both output terminals of VoutP and VoutN becomes a differential voltage.

【0078】本発明の差動出力型DA変換器は、基本的
に以上のようなものである。以上、本発明の差動出力型
DA変換器について詳細に説明したが、本発明は上記実
施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲にお
いて、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんであ
る。
The differential output DA converter of the present invention is basically as described above. As described above, the differential output type DA converter of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の差動
出力型DA変換器は、電流の方向が一方向のみの定電流
源で構成され、デコード信号による選択時に電流の経路
となる第1電流経路および非選択時に電流の経路となる
第2電流経路を有する電流セルが複数配置された電流セ
ルアレイを用い、電流折り返し回路によって、複数の第
1電流経路の電流を加算した加算電流および複数の第2
電流経路の電流を加算した加算電流に対しシンク電流ま
たはソース電流を供給することにより第1の電流および
第2の電流を生成し、IV変換回路により、第1および
第2の電流のそれぞれに対応する電圧レベルのアナログ
信号に変換するようにしたものである。これにより、本
発明の差動出力型DA変換器によれば、電流セルアレイ
は、一方向のみの電流源だけでよく、簡素に構成するこ
とができる。また、本発明の差動出力型DA変換器によ
れば、電流セルの電流源および電流折り返し回路の電流
源が共にカレントミラー動作することが可能な範囲で、
かつ、IV変換回路のオペアンプが動作可能な範囲であ
れば、電源電圧を低電圧化可能であるという利点もあ
る。また、本発明の差動出力型DA変換器によれば、I
V変換回路を適宜調整することにより、アナログ信号と
して広い出力電圧レンジを得ることができる。
As described in detail above, the differential output type DA converter according to the present invention is constituted by a constant current source having only one direction of current, and serves as a current path when selected by a decode signal. Using a current cell array in which a plurality of current cells each having a first current path and a second current path serving as a current path when not selected are arranged, and using a current folding circuit, an added current obtained by adding the currents of the plurality of first current paths is provided. Multiple second
A first current and a second current are generated by supplying a sink current or a source current to the addition current obtained by adding the currents of the current paths, and the IV conversion circuit corresponds to the first and second currents, respectively. In this case, the signal is converted into an analog signal having the following voltage level. Thus, according to the differential output type DA converter of the present invention, the current cell array needs only a current source in only one direction, and can be simply configured. According to the differential output type DA converter of the present invention, the current mirror of the current source of the current cell and the current source of the current folding circuit can both perform the current mirror operation.
In addition, there is an advantage that the power supply voltage can be reduced as long as the operational amplifier of the IV conversion circuit can operate. Further, according to the differential output type DA converter of the present invention, I
By appropriately adjusting the V conversion circuit, a wide output voltage range can be obtained as an analog signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の差動出力型DA変換器の一実施例の
構成回路図である。
FIG. 1 is a configuration circuit diagram of an embodiment of a differential output type DA converter according to the present invention.

【図2】 図1に示す差動出力型DA変換器の動作を表
す一実施例の表である。
FIG. 2 is a table of an embodiment showing an operation of the differential output type DA converter shown in FIG. 1;

【図3】 本発明の差動出力型DA変換器の別の実施例
の構成回路図である。
FIG. 3 is a configuration circuit diagram of another embodiment of the differential output type DA converter of the present invention.

【図4】 本発明の差動出力型DA変換器の別の実施例
の構成回路図である。
FIG. 4 is a configuration circuit diagram of another embodiment of the differential output type DA converter of the present invention.

【図5】 図4に示す差動出力型DA変換器の動作を表
す一実施例の表である。
FIG. 5 is a table of an example showing an operation of the differential output type DA converter shown in FIG. 4;

【図6】 本発明の差動出力型DA変換器の一実施例の
構成概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a differential output DA converter according to an embodiment of the present invention.

【図7】 従来のDA変換器を用いて差動出力を得る回
路の一例である。
FIG. 7 is an example of a circuit for obtaining a differential output using a conventional DA converter.

【図8】 従来のDA変換器の別の例の構成概略図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of another example of a conventional DA converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,44,56,58,60,62,80 DA変換
器(DAC) 12,64 デコーダ 14,14a,14b,66 電流セルアレイ 16,16a,16b 電流折り返し回路 18 IV変換回路 20,66,70,79 電流セル 22,24,26,32,34,46,48,50 P
型MOSトランジスタ(PMOS) 28,30,72,72a,72b 電流源 36,38,52,54 N型MOSトランジスタ(N
MOS) 40,42,68 IV変換器 74,74a,74b スイッチ素子 78 反転回路 OP1,OP2 オペアンプ RFB1,RFB2,R1,R2 抵抗素子 C 容量素子 D1,D0 デジタル信号 S3N〜S0N,S3P〜S0P デコード信号 P1,P2,N1,N2 内部ノード VoutP,VoutN アナログ信号 VB1,VB2,VB3,VB4 バイアス電圧 SG,SG1,SG2 シグナルグランド
10, 44, 56, 58, 60, 62, 80 DA converter (DAC) 12, 64 decoder 14, 14a, 14b, 66 Current cell array 16, 16a, 16b Current folding circuit 18 IV conversion circuit 20, 66, 70, 79 Current cell 22, 24, 26, 32, 34, 46, 48, 50 P
MOS transistors (PMOS) 28, 30, 72, 72a, 72b Current sources 36, 38, 52, 54 N-type MOS transistors (N
MOS) 40, 42, 68 IV converter 74, 74a, 74b Switch element 78 Inverting circuit OP1, OP2 Operational amplifier RFB1, RFB2, R1, R2 Resistance element C Capacitance element D1, D0 Digital signal S3N to S0N, S3P to S0P Decode signal P1, P2, N1, N2 Internal nodes VoutP, VoutN Analog signal VB1, VB2, VB3, VB4 Bias voltage SG, SG1, SG2 Signal ground

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】デジタル信号をデコードしてデコード信号
を出力するデコーダと、 電流の方向が一方向のみの定電流源で構成され、前記デ
コード信号による選択時に前記電流の経路となる第1電
流経路および非選択時に前記電流の経路となる第2電流
経路を有する電流セルが複数配置された電流セルアレイ
と、 複数の前記第1電流経路の電流を加算した加算電流およ
び複数の前記第2電流経路の電流を加算した加算電流に
対しシンク電流またはソース電流を供給することにより
第1の電流および第2の電流を生成する電流折り返し回
路と、 前記第1および第2の電流のそれぞれに対応する電圧レ
ベルのアナログ信号に変換するIV変換回路と、 を備えていることを特徴とする差動出力型DA変換器。
1. A first current path, comprising: a decoder for decoding a digital signal and outputting a decode signal; and a constant current source having a current flowing in only one direction, the first current path being a current path when selected by the decode signal. And a current cell array in which a plurality of current cells each having a second current path serving as the current path when not selected, an addition current obtained by adding a plurality of currents in the first current path, and a plurality of the second current paths A current folding circuit that generates a first current and a second current by supplying a sink current or a source current to the added current obtained by adding the currents; and a voltage level corresponding to each of the first and second currents. And a IV conversion circuit for converting the analog signal into an analog signal.
【請求項2】前記ソース電流は前記電流セルアレイを流
れる総和電流の略半分に相当し、前記シンク電流は前記
総和電流に略相当するものであることを特徴とする請求
項1に記載の差動出力型DA変換器。
2. The differential according to claim 1, wherein said source current corresponds to substantially half of a total current flowing through said current cell array, and said sink current substantially corresponds to said total current. Output type DA converter.
【請求項3】前記電流折り返し回路は、第1の電圧に接
続された第1および第2の定電流源により前記ソース電
流を生成し、第2の電圧に接続された第3および第4の
定電流源により前記シンク電流を生成することを特徴と
する請求項1または2に記載の差動出力型DA変換器。
3. The current folding circuit generates the source current by first and second constant current sources connected to a first voltage, and generates third and fourth currents connected to a second voltage. The differential output type DA converter according to claim 1, wherein the sink current is generated by a constant current source.
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