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公開番号2024127062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023035925
出願日2023-03-08
発明の名称D/Aコンバータ、半導体集積回路
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H03M 1/68 20060101AFI20240912BHJP(基本電子回路)
要約【課題】非線形な入出力特性を有するD/Aコンバータを提供する。
【解決手段】上側基準抵抗RrHおよび複数の上側シフト抵抗RsH_1～RsH_nは、上側基準電圧ノード102と出力ノード106の間に直列に接続される。下側基準抵抗RrLおよび複数の下側シフト抵抗RsL_1～RsL_nは、下側基準電圧ノード104と出力ノード106の間に直列に接続される。i番目の上側シフト抵抗RsH_iの抵抗値は2^i-1R_Hであり、i番目の下側シフト抵抗RsL_iの抵抗値が2^i-1R_Lである。R_H≠R_Lである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上側基準電圧ノードと、
下側基準電圧ノードと、
出力電圧が発生する出力ノードと、
前記上側基準電圧ノードと前記出力ノードの間に直列に接続された、上側基準抵抗およびバイナリで重み付けされた抵抗値を有する複数の上側シフト抵抗と、
前記下側基準電圧ノードと前記出力ノードの間に直列に接続された、下側基準抵抗およびバイナリで重み付けされた抵抗値を有する複数の下側シフト抵抗と、
前記複数の上側シフト抵抗と並列に接続された複数の上側スイッチと、
前記複数の下側シフト抵抗と並列に接続された複数の下側スイッチと、
入力コードに応じて、前記複数の上側スイッチと前記複数の下側スイッチを相補的に制御するロジック回路と、
を備え、
Ｒ
Ｈ
，Ｒ
Ｌ
を所定抵抗値とするとき、ｉ番目の上側シフト抵抗の抵抗値が、２
ｉ－１
Ｒ
Ｈ
であり、ｉ番目（ｉ＝１，２…）の下側シフト抵抗の抵抗値が２
ｉ－１
Ｒ
Ｌ
であり、Ｒ
Ｈ
≠Ｒ
Ｌ
である、Ｄ／Ａコンバータ。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
Ｒ
Ｈ
とＲ
Ｌ
は、２０％以上異なる、請求項１に記載のＤ／Ａコンバータ。
【請求項３】
前記下側基準電圧ノードと前記出力ノードの間に、前記下側基準抵抗および前記複数の下側シフト抵抗と直列に接続された抵抗値がＲ
Ｌ
である補正抵抗をさらに備える、請求項１または２に記載のＤ／Ａコンバータ。
【請求項４】
前記入力コードの中央値に対応する前記出力電圧をＶ
Ｃ
、前記出力電圧の最大値をＶ
ＭＡＸ
、前記出力電圧の最小値をＶ
ＭＩＮ
とするとき、
Ｖ
ＭＡＸ
＝Ｖ
Ｃ
×Ａ
Ｖ
ＭＩＮ
＝Ｖ
Ｃ
×１／Ａ
の関係が成り立つ、請求項１または２に記載のＤ／Ａコンバータ。
【請求項５】
Ａ＞１．２である、請求項４に記載のＤ／Ａコンバータ。
【請求項６】
請求項１または２に記載のＤ／Ａコンバータを備える、半導体集積回路。
【請求項７】
オシレータをさらに備え、前記オシレータの発振周波数が、前記Ｄ／Ａコンバータの出力電圧に応じて調節可能である、請求項６に記載の半導体集積回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｄ／Ａコンバータに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路において、デジタル信号（入力コード）をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータが利用される。Ｄ／Ａコンバータの用途はさまざまであるが、そのひとつとして、半導体集積回路のばらつきを抑制するトリミングが例示される。
【０００３】
たとえば半導体集積回路に、キャパシタの一定電流による充電と、キャパシタの瞬時的な放電（リセット）を繰り返し、周期的な三角波信号を発生する弛張型のオシレータが集積化されるとする。キャパシタの充電電流をＩｃ、キャパシタの容量をＣ、三角波信号の振幅をΔＶとするとき、三角波信号の周期Ｔｐは、式（１）で表される。
Ｔｐ＝２・Ｃ・ΔＶ／Ｉｃ …（１）
このオシレータの発振周波数ｆは、式（２）で表される。
ｆ≒１／Ｔｐ＝Ｉｃ／（２・Ｃ・ΔＶ） …（２）
したがって、Ｉｃ，Ｃがばらつくと、発振周波数ｆがばらつくこととなる。
【０００４】
電流Ｉｃを、式（３）の入出力特性を有するＶ／Ｉ変換回路で生成する場合を考える。
Ｉｃ＝Ｖａ／Ｒ …（３）
Ｒは、Ｖ／Ｉ変換回路の基準抵抗の抵抗値を表す。ＶａはＤ／Ａコンバータの出力電圧である。
【０００５】
式（３）を式（２）に代入すると、式（４）を得る。
ｆ＝Ｖａ／（２・Ｃ・Ｒ・ΔＶ） …（４）
【０００６】
ΔＶは、バンドギャップリファレンス回路などを利用して生成することで、ばらつきを小さくすることができる。一方、容量Ｃや抵抗Ｒは、製造ばらつきを有する。Ｃ，Ｒのばらつきを相殺するように、Ｄ／Ａコンバータの入力コードを調節することにより、安定した周波数ｆを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００６－１６５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的なＤ／Ａコンバータは、入力コードに対して出力電圧が線形に変化するように設計される。ところがこのようなＤ／Ａコンバータは、上述のトリミングのような用途には適さない場合がある。
【０００９】
いま、Ｃ，Ｒがそれぞれ、定格値の±２０％の範囲でばらつくとする。その場合、周波数ｆは、定格値（目標値）から、最大で＋５６．３％、最小で－３０．５％の範囲でばらつく。
【００１０】
このような周波数のばらつきをトリミングするために、入力コードに対して出力電圧が線形に等間隔で変化する従来のＤ／Ａコンバータを用いると、以下の問題が発生する。
１．周波数が低い領域では、周波数が高い領域に比べて、トリミングの精度が低くなる。
２．周波数が低い領域で十分なトリミング精度を得ようとすると、Ｄ／Ａコンバータのビット数を大きくする必要があり、回路規模が大きくなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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