Интегральный цифроаналоговый преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах преобразования цифровой информации в аналоговую . Цель изобретения - повышение достоверности преобразования кода в аналоговый сигнал при сохранении диапазона изменения опорного напряжения. Интегральный цифроаналоговый преобразователь содержит 2 последовательно соединенных резисторов 1.11 ;2n, 2m ключей в каждом разряде, выполненных в двух группах МОП-транзисторов с каналами N- типа проводимости, где m - номер разряда и пл п, (п-1)2,1 и дополнительный МОП- транзисторе каналом Р-типа проводимости. Положительный эффект достигается за счет введения дополнительного МОП-транзистора Р-типа проводимости и выполнения МОП-транзисторов первого разряда обеих групп с равными значениями пороговых напряжений . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИ СТИЧЕ С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 03 M 1/66

ГОСУДАРСТВЕН4ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4711761/24 (22) 27.06.89 (46) 15.06.91. Бюл. М 22 (72) В. М. Арсеньев и Ю. В. Агрич (53) 681.325(088.8)

{56) Патент США N. 4146882, (340 — 347), 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1440315, кл. H 03 М 1/66, 1986. (54) ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах преобразования цифровой информации в аналоговую. Цель изобретения — повышение достоверности преобразования кода в ана„„5iJ „„1656683 А1 логовый сигнал при сохранении диапазона изменения опорного напряжения. Интегральный цифроаналоговый преобразователь содержит 2" последовательно соединенных резисторов 1.1,...,1;2", 2 Я ключей в каждом разряде, выполненных в двух группах МОП-транзисторов с каналами Nтипа проводимости, где m — номер разряда и m= n, (п-1),...,2,1 и дополнительный MOllтранзистор с каналом P-типа проводимости.

Положительный эффект достигается за счет введения дополнительного МОП-транзистора P-типа проводимости и выполнения

МОП-транзисторов первого разряда обеих ° групп с равными значениями пороговых напряжений. 1 ил.

1656683

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах преобразования цифровой информации в аналоговую.

Цель изобретения — повышение достоверности преобразования кода в аналоговый сигнал при сохранении диапазона изменения опорного напряжения.

На чертеже изображена функциональная схема интегрального цифроаналогового преобразователя.

Интегральный цифроаналоговый преобразователь содержит 2" последовательно соединенных резисторов 1.1, 1.2, „., 1.2", 2 " ключей в каждом разряде, выполненных в двух группах 2 и 3 МОП-транзисторов с каналом N-типа проводимости. где m — номер разряда и m=n,(п — 1),...,2,1, и дополнительный МОП-транзистор 4 с каналом Р-типа проводимости.

Интегральный цифроаналоговый преобразователь работает следующим образом, На входную шину опорного напряжения подается опорное напряжение 0оп (например, 2,5 В), а на прямые и инверсные управляющие шины поступает преобразуемый код. В зависимости от значения преобразуемого кода включаются и выключаются соответствующие транзисторы первой 2 и вт ipoA 3 групп, В результате устанавливается связь определенного узла соединения резисторов 1 (иэ 2" последовательно соединенных резисторов) через включенные

МОП-транзисторы с выходной шиной. МОПтранзисторы первой группы 2 и дополнительный MOll-транзистор 4 коммутируют напряжения от Uon до Upn/2, а МОП-транзисторы второй группы 3 коммутируют напряжения от 0«/2 до О, При этом нэ выходной шине интегрального цифроаналогового преобразователя формируется напряжение, пропорциональное значению преобразуемого кода.

Большие значения коммутируемых напряжений первой группой 2 MOll-транзисторов увеличивают (из-за эффекта подложки) эффективное пороговое напряжение этих MOll-транзисторов. Для компенсации увеличения порогового напряжения МОП-транзисторы первой группы 2 имеют пороговое напряжение на (0.2-0,6)В меньше, чем в МОП-транзисторах второй группы 3. Благодаря разнице в пороговых напряжениях МОП-транзисторов первой 2 и второй 3 групп происходит выравнивание условий работы MOIL-транэисторов обеих групп. При этом сопротивление включенных MOll-транзисторов первой группы 2 приближается к со5

55 противлению включенных МОП-транзисторов второй группы 3.

Исходный уровень порогового напряжения МОП-транзисторов первой группы 2 и особенно МОП-транзистора в первом (старшем) разряде определяет запас на возможное уменьшение порогового напряжения при изменении условий окружающей среды в процессе эксплуатации цифроаналогового преобразователя. При этом в случае коммутации напряжений, близких к нулю, переключающие свойства МОП-транзисторов ограничиваются токами утечки изза низкого эффективного порогового напряжения и малого обратного напряжения смещения истока МОП -транзистора относительно подложки. Это приводит к ухудшению достоверности результатов преобразования (понижению надежности).

Введение дополнительного МОП-транзистора 4 с каналом P-типа проводимости в ключ первого разряда снимает необходимость иметь низкое значение порогового напряжения для коммутации напряжений, приближающихся к значению 0ОП. Благодаря этому может быть уменьшено различие в исходных значениях пороговых напряжений MOll-транзисторов первой 2 и второй 3 групп и увеличен уровень исходного порогового напряжения до 0,8-1,2 В. Для сохранения диапазона изменения уровня 0« суммарное сопротивление включенных

MOIl-транзисторов первой группы первого разряда и дополнительного МОП-транзистора 4 не должно превышать сопротивления включенного МОП-транзистора второй группы первого разряда, При выполнении этого условия постоянная времени цифроаналогового преобразователя по выходной шине не вносит ограничений на его быстродействие.

Формула изобретения

Интегральный цифроаналоговый преобразователь, содержащий входную шину опорного напряжения и шину нулевого потенциала, между которыми включены 2" последовательно соединенных резисторов и разрядные ключи, по 2 ключей в каждом разряде, выполненные на двух группах иэ

2() (п-1), k,...,1, с каналами (m = e)

N-типа проводимости, стоки соответствующих 2 " МОП-транзисторов первой и 2 "

МОП-транзисторов второй групп п-го разряда подключены к вторым выводам соответствующих резисторов иэ 2" последовательно соединенных резисторов, 1656683

Составитель Н.Капитонов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Е.Копча

Заказ 2057 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 стоки соответствующих 2 МОП-транзи(М-1) сторов первой и 2 МОП-транзисторов второй групп к-го разряда подключены к соответствующим объединенным истокам

J-го и ()+1)-го МОП-транзисторов первой и второй групп (1+1)-ro разряда соответственно, где М=(-1), (п-2),...,1, J-1,3,5,...,(2 -1), исток МОП-транзистора первой группы первого разряда объединен с истоком МОПтранзистора второй группы первого разряда и является выходной шиной, затворы J-x МОП-транзисторов первой и второй групп соответствующего разряда, кроме первого, объединены и являются прямой управляющей шиной соответствующего разряда, затворы (J+ 1)-х МОП-транзисторов первой и второй групп соответствующего разряда, кроме первого, объединены и являются инверсной управляющей шиной соответствующего разряда, затворы

MOll-транзисторов первой и второй групп первого разряда являются соответственно прямой и инверсной управляющими шинами первого разряда, МОП-транзисторы первой группы каждого разряда, кроме первого, выполнены с пороговыми напряжениями, меньшими, чем пороговые напряжения МОП-транзисторов второй группы каждого разряда, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения достоверности ре5 зультата преобразования кода в аналоговый сигнал при сохранении диапазона изменения опорного напряжения,в него введен дополнительный МОП-транзистор, выполненный с каналом P-типа проводимо10 сти, сток и исток которого объединены соответственно со стоком и истоком

МОП-транзистора первой группы первого разряда, затвор дополнительного МОПтранзистора объединен с затвором МОП15 транзистора второй группы первого разряда, причем сопротивление открытого канала дополнительного МОП-транзистора выбрано в соответствии с соотношением

R> Rz одоп-р р где Roon — сопротивление открытого канала дополнительного МОП-транзистора;

R1, R2 — сопротивления открытых каналов МОП-транзисторов первого разряда со25 ответственно первой и второй групп

МОП-транзисторов.