應用于制造技術

本發明專利技術公開了一種應用于

【技術實現步驟摘要】
應用于R
?
2R型數模轉換器的電阻開關單元及R
?
2R型數模轉換器


[0001]本專利技術是關于集成電路領域，特別是關于一種應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元及
R
?
2R
型數模轉換器
。

技術介紹

[0002]傳統的高精度
R
?
2R
型數模轉換器，對于開關尺寸的要求很高，因為連接第一參考電壓
VREFN
和第二參考電壓
VREFP
的開關的導通阻抗算在電阻單元
2R
的阻抗中，因此為了保證
R
?
2R
型數模轉換器具備較高的
INL(
積分非線性
)
和
DNL(
微分非線性
)
，權重越高的位置，設置開關的尺寸就越大，來保證整體的性能，但是通用的數模轉換器芯片，都要求在不同的第一電源電壓
VDD
和第二參考電壓
VREFP
下保證相同的性能，并且在
PVT
的差異下，性能也會惡化，因此開關尺寸通常極大，尤其是高位的開關
。
[0003]經過研究和仿真發現，開關導通阻抗的絕對值會影響
DNL
，而第一電源電壓
VDD
和第二參考電壓
VREFP
的相對值，會影響
R
?
2Rr/>型數模轉換器的
INL
，明顯表現為一個二階的影響
。
[0004]公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術
。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元及
R
?
2R
型數模轉換器，其能夠減小
PVT、
第二參考電壓
VREFP
以及第一電源電壓
VDD
變化對開關導通阻抗的影響，尤其是對
R
?
2R
型數模轉換器的
INL
的影響的問題
。
[0006]為實現上述目的，本專利技術的實施例提供了一種應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，所述電阻開關單元工作于高壓域，所述電阻開關單元包括：電阻單元
、
第一
N
型
MOS
管
、
第二
N
型
MOS
管和電壓控制電路；
[0007]所述第一
N
型
MOS
管的漏極
、
第二
N
型
MOS
管的漏極與電阻單元相連，所述第一
N
型
MOS
管的柵極用于接收第一參考電壓或第一電源電壓，所述第一
N
型
MOS
管的源極用于接收第一參考電壓，所述第二
N
型
MOS
管的柵極用于接收第一參考電壓或控制電壓，所述第二
N
型
MOS
管的源極用于接收第二參考電壓；
[0008]所述電壓控制電路用于產生第一參考電壓以及與第二參考電壓的差值為第一電源電壓的控制電壓
。
[0009]在本專利技術的一個或多個實施例中，所述電壓控制電路包括電流源
、
第一電流鏡單元
、
第二電流鏡單元
、
電阻和開關控制電路；所述第一電流鏡單元與電流源的第一端相連，所述電流源的第二端與第二電源電壓相連，所述電流源用于產生偏置電流，所述第二電流鏡單元與第一電流鏡單元以及第二電源電壓相連，所述電阻的第一端與第二電流鏡單元相連，所述電阻的第二端與第二參考電壓相連，所述第一電流鏡單元和第二電流鏡單元用于
復制偏置電流并輸送至電阻以及高壓隔離，所述電阻的第一端基于偏置電流和第二參考電壓產生控制電壓，所述開關控制電路用于控制第一電流鏡單元的開啟和關閉
、
控制電阻的第一端與第一參考電壓之間的連通和斷開以及控制電阻的第二端與第二參考電壓之間的連通和斷開
。
[0010]在本專利技術的一個或多個實施例中，所述第一電流鏡單元包括第一電流鏡和第一高壓隔離電流鏡，所述第二電流鏡單元包括第二電流鏡和第二高壓隔離電流鏡，所述第一高壓隔離電流鏡與電流源和第二高壓隔離電流鏡相連，所述第二高壓隔離電流鏡與電阻的第一端相連，所述第一電流鏡與第一高壓隔離電流鏡和第一參考電壓相連，所述第二電流鏡與第二高壓隔離電流鏡相連
。
[0011]在本專利技術的一個或多個實施例中，所述開關控制電路包括第十一
MOS
管
、
第十二
MOS
管和第十三
MOS
管；所述第十一
MOS
管的漏極與第一電流鏡單元相連，所述第十二
MOS
管的漏極與電阻的第一端相連，所述第十一
MOS
管的源極與第十二
MOS
管的源極與第一參考電壓相連，所述第十三
MOS
管的源極與電阻的第二端相連，所述第十三
MOS
管的漏極與第二參考電壓相連
。
[0012]在本專利技術的一個或多個實施例中，所述電壓控制電路包括相連的運算放大器電路和電平移位電路，所述運算放大器電路用于產生輸出電壓，所述電平移位電路用于基于輸出電壓產生第一參考電壓和控制電壓
。
[0013]在本專利技術的一個或多個實施例中，所述運算放大器電路包括運算放大器
、
第一電阻
、
第二電阻
、
第三電阻和第四電阻；
[0014]所述運算放大器的第一輸入端與第一電阻的第二端以及第二電阻的第二端相連，所述第一電阻的第一端用于接收第一電源電壓，所述第二電阻的第一端用于接收第二參考電壓，所述運算放大器的輸出端與第三電阻的第一端相連，所述第三電阻的第二端與運算放大器的第二輸入端和第四電阻的第一端相連，所述第四電阻的第二端與第一參考電壓相連
。
[0015]在本專利技術的一個或多個實施例中，所述電平移位電路包括第十四
MOS
管
、
第十五
MOS
管
、
反相器
、
第十六
MOS
管
、
第十七
MOS
管
、
第十八
MOS
管
、
第十九
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，其特征在于，所述電阻開關單元工作于高壓域，所述電阻開關單元包括：電阻單元
、
第一
N
型
MOS
管
、
第二
N
型
MOS
管和電壓控制電路；所述第一
N
型
MOS
管的漏極
、
第二
N
型
MOS
管的漏極與電阻單元相連，所述第一
N
型
MOS
管的柵極用于接收第一參考電壓或第一電源電壓，所述第一
N
型
MOS
管的源極用于接收第一參考電壓，所述第二
N
型
MOS
管的柵極用于接收第一參考電壓或控制電壓，所述第二
N
型
MOS
管的源極用于接收第二參考電壓；所述電壓控制電路用于產生第一參考電壓以及與第二參考電壓的差值為第一電源電壓的控制電壓
。2.
如權利要求1所述的應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，其特征在于，所述電壓控制電路包括電流源
、
第一電流鏡單元
、
第二電流鏡單元
、
電阻和開關控制電路；所述第一電流鏡單元與電流源的第一端相連，所述電流源的第二端與第二電源電壓相連，所述電流源用于產生偏置電流，所述第二電流鏡單元與第一電流鏡單元以及第二電源電壓相連，所述電阻的第一端與第二電流鏡單元相連，所述電阻的第二端與第二參考電壓相連，所述第一電流鏡單元和第二電流鏡單元用于復制偏置電流并輸送至電阻以及高壓隔離，所述電阻的第一端基于偏置電流和第二參考電壓產生控制電壓，所述開關控制電路用于控制第一電流鏡單元的開啟和關閉
、
控制電阻的第一端與第一參考電壓之間的連通和斷開以及控制電阻的第二端與第二參考電壓之間的連通和斷開
。3.
如權利要求2所述的應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，其特征在于，所述第一電流鏡單元包括第一電流鏡和第一高壓隔離電流鏡，所述第二電流鏡單元包括第二電流鏡和第二高壓隔離電流鏡，所述第一高壓隔離電流鏡與電流源和第二高壓隔離電流鏡相連，所述第二高壓隔離電流鏡與電阻的第一端相連，所述第一電流鏡與第一高壓隔離電流鏡和第一參考電壓相連，所述第二電流鏡與第二高壓隔離電流鏡相連
。4.
如權利要求2所述的應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，其特征在于，所述開關控制電路包括第十一
MOS
管
、
第十二
MOS
管和第十三
MOS
管；所述第十一
MOS
管的漏極與第一電流鏡單元相連，所述第十二
MOS
管的漏極與電阻的第一端相連，所述第十一
MOS
管的源極與第十二
MOS
管的源極與第一參考電壓相連，所述第十三
MOS
管的源極與電阻的第二端相連，所述第十三
MOS
管的漏極與第二參考電壓相連
。5.
如權利要求1所述的應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，其特征在于，所述電壓控制電路包括相連的運算放大器電路和電平移位電路，所述運算放大器電路用于產生輸出電壓，所述電平移位電路用于基于輸出電壓產生第一參考電壓和控制電壓
。6.
如權利要求5所述的應用于
R
?
2R
型數模轉換器的電阻開關單元，其特征在于，所述運算放大器電路包括運算放大器
、
第一電阻
、
第二電阻
、
第三電阻和第四電阻；所述運算放大器的第一輸入端與第一電阻的第二端以及第二電阻的第二端相連，所述第一電阻的第一端用于接收第一電源電壓，所述第二電阻的第一端用于接收第二參考電壓，所述運算放大器的輸出端與第三電阻的第一端相連，所述第三電阻的第二端與運算放大器的第二輸入端和第四電阻的第一端相連，所述第四電阻的第二端與第一參考電壓相連
。7.
如權利要求5所述的應用于
R
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李志航，程龍，陳春鵬，
申請(專利權)人：思瑞浦微電子科技上海有限責任公司，
類型：發明
國別省市：