使用二進位比重參考電流源之新型電流式高速數位類比轉換器

Abstract

本論文提出一個使用二進位比重參考電流源之新型電流式高速數位類比轉換器。 一般電流開關的數位類比轉換器，電流源是採用電流鏡方式複製而產生。由於製程上 的匹配程度的所限制，造成電流源準確度受到限制，也因此降低了數位類比轉換器的 解析度。 而在此所提出的數位類比轉換器，因為每一個電流源是獨立的，因此有良好的製程不 匹配免役力，此外，再利用差電流方式，來達到提高解析度的目的。這些成二進位比 重的參考電流源另一優點是與電源供應器無關，不致因外界電源不穩定，而改變其電 流的準確度。 上述的電流源含有一個與絕對溫度成正比的電壓源。可藉由控制電壓源的電壓值來控 制電流源的電流量，以產生成二進位比重的電流源。此電壓源亦具有良好製程不匹配 免役力，而且不受輸入電流量的影響。由於該電壓源具有與絕對溫度成正比的特性， 電流源因此而有溫度補償的效果。 差動式的電流開關則被用來提高轉換的速度，由於不是採用電流源陣列的方式，節省 了數位解碼的時間，故能有較快的速度。 所有設計及layout皆是以 3.5微米，CMOS，P-WELL，DOUBLE POLY 的製程技術完成。 根據PSPICE模擬結果，本數位類比轉換器可達10位元解析度，12位元的線性誤差，14 位元準確度及70MHz 的操作頻率。