(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部基準電流源を受けてそれに比例した電流を生成するカレントミラー回路と、該カレントミラー回路電流を各チャネルに分配する分配回路と、該分配回路電流を微調整するカレントミラー微調整回路と、デイジタル信号を受け、該カレントミラー微調整回路電流を基準電流としてアナログ信号に変換するデイジタル・アナログ変換回路を複数有し、該デイジタル・アナログ変換回路出力を他チャネルの出力と比較する比較回路と、該比較回路出力を受けて各チャネルに対して電流の微調整を行う制御信号を生成するカレントミラー微調整制御回路を具備したことを特徴とする半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のデイジタル・アナログ変換回路を具備した半導体集積回路に関するもので、特に高い精度を実現する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的に図５のように複数デイジタル・アナログ変換回路５０１を内蔵している半導体集積回路では同一半導体集積回路内においてデイジタル・アナログ変換回路出力特性は概略１％ないし２％以内の差に揃うのではあるが、それ以上の精度を得ることが困難であった。一般に半導体集積回路においては、カレントミラーと呼ばれる回路を使い所望の比率の電流値を得るのが通例である。カレントミラー回路は原理的には極めて高い精度を得られるのであるが、現実には負荷条件の違いもしくは、温度の不均一等によって動作点に違いが生じ、その為カレントミラー出力電流に誤差が生じる場合がある。ことに、近年の半導体集積回路の大規模化、微細化、高速化に伴い、主として温度の不均一により１％ないし２％の出力電流誤差を生じる事例が発生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の誤差を補正しようとするものであり、より高い精度、概ね０．１％以下の精度を実現することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体集積回路は、
外部基準電流源を受けてそれに比例した電流を生成するカレントミラー回路と、該カレントミラー回路電流を各チャネルに分配する分配回路と、該分配回路電流を微調整するカレントミラー微調整回路と、デイジタル信号を受け、該カレントミラー微調整回路電流を基準電流としてアナログ信号に変換するデイジタル・アナログ変換回路を複数有し、該デイジタル・アナログ変換回路出力を他チャネルの出力と比較する比較回路と、該比較回路出力を受けて各チャネルに対して電流の微調整を行う制御信号を生成するカレントミラー微調整制御回路を具備することを特徴とする。
【０００５】
【作用】
このように、複数のデイジタル・アナログ変換回路を有する構成の場合、複数のチャネルに対してデイジタル・アナログ変換回路出力を比較回路で比較した後、カレントミラー微調整制御回路の制御信号でカレントミラー電流の微調整を行うことで誤差を補正できることから、複数のデイジタル・アナログ変換回路出力を高い精度で得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて本発明の動作を詳細に説明する。
【０００７】
図１は本発明の実施例である。外部基準電流源入力端子から、外部基準電流源１０１で与えられる電流を、カレントミラー回路１０２が受ける。カレントミラー回路１０２が受けた電流を分配する分配回路１０２で３分配してカレントミラー微調整回路１０３に電流を入力する。この時点ではまだカレントミラー微調整回路１０３は機能せずに、分配回路１０２で受けた電流をそのままデイジタル・アナログ変換回路１０４に入力する。デイジタル・アナログ変換回路１０４はデイジタル信号入力を、カレントミラー微調整回路１０３の出力電流を基準電流として、アナログ信号に変換し出力をする。デイジタル・アナログ変換回路１０４から出力された信号を同チャネルが選択されないように組み込まれたスイッチで切り替え、２個のチャネル出力を比較回路１０５で比較し、チャネル出力の大きい方についてマイナス補正を行うか、もしくはチャネル出力の小さい方についてプラス補正を行うような制御信号をカレントミラー微調整制御回路１０６から出力してカレントミラー微調整回路１０３に入力される。再度比較を行い、上記補正ループを繰り返し行い、比較回路１０５の出力状態が反転した点で上記ループを終了することで、デイジタル・アナログ変換回路１０４の２個のチャネル出力がほぼ同レベルになり補正が完了した状態となる。デイジタル・アナログ変換回路１０４の出力残留誤差は高々補正成分以下に収まり、精度が高い出力を得ることができる。
【０００８】
図２は本発明の実施例でのカレントミラー回路及び分配回路の構成例である。
【０００９】
外部基準電流源入力端子から、外部基準電流源１０１で与えられる電流をデイジタル・アナログ変換回路１０４で使えるような電流にするＰＭＯＳトランジスタ２０１はｉ２１の電流が矢印方向に流れる。電流ｉ２１で発生する電圧を受けてカレントミラー動作する複数のＰＭＯＳトランジスタ２０２は電流ｉ２２、ｉ２３、ｉ２４を分配生成する。この時の各ＰＭＯＳに流れる電流はｉ２１＝ｉ２２＝ｉ２３＝ｉ２４のようになる。電流ｉ２２、ｉ２３、ｉ２４をそれぞれ反転し再びカレントミラーするＮＭＯＳトランジスタ２０３はそれぞれ、電流ｉ２５、ｉ２６、ｉ２７を生成し、カレントミラー電流としてそれぞれカレントミラー微調整回路１０３に入力される。
【００１０】
図３は本発明の実施例でのカレントミラー微調整制御回路の構成例である。
【００１１】
図２で示したカレントミラー電流２０４、２０５、２０６はカレントミラー電流再生成ＰＭＯＳトランジスタ３０４で電流ｉ３１を生成する。電流ｉ３１で発生した電圧をそれぞれのカレントミラー電流微調整ＰＭＯＳトランジスタ３０１のゲート３０５で受けるか、もしくはそのままパスをするかをカレントミラー微電流生成ＰＭＯＳトランジスタ制御信号線３０２によって各々制御される。カレントミラー微電流生成ＰＭＯＳトランジスタ制御信号線３０２が論理１である場合は、カレントミラー電流微調整ＰＭＯＳトランジスタ３０１のゲート３０５がカレントミラー電流２０４に接続され電流ｉ３２をカレントミラー電流２０４に加えることができる。カレントミラー微電流生成ＰＭＯＳトランジスタ制御信号線３０２が論理０である場合は、カレントミラー電流微調整ＰＭＯＳトランジスタ３０１のゲート３０５がＶＤＤ電位に接続され、カレントミラー電流微調整ＰＭＯＳトランジスタはオフ状態になる為電流ｉ３２はカレントミラー電流２０４に加えられることはない。ここで、カレントミラー電流微調整ＰＭＯＳトランジスタ３０１の電流能力はカレントミラー電流再生成ＰＭＯＳトランジスタ３０４の電流能力の１０００分の１ないし、１００分の１程度の能力としカレントミラー電流微調整ＰＭＯＳトランジスタ３０１の総数は５個ないし５０個とする。
【００１２】
図４は本発明の実施例でのデイジタル・アナログ変換回路の構成例である。
【００１３】
チャネル１基準レベル信号線２０４が複数の任意電流生成ＰＭＯＳトランジスタ４０１に入力されると任意の電流を生成し、デイジタル信号入力線４０５によってデイジタル・アナログ変換回路出力スイッチ４０２がオンし、オンした全てのデイジタル・アナログ変換回路出力スイッチ４０２の出力が、デイジタル・アナログ変換回路出力線４０４にて各任意電流が加算され、所望の出力電流を得ることができる。もしくは、デイジタル・アナログ変換回路無出力スイッチ４０３がオンすることで任意電流生成ＰＭＯＳトランジスタ４０１の出力をＶＳＳに流し込み、無出力とすることができる。
【００１４】
同様にして、図２のチャネル２基準レベル信号線２０５、チャネル３基準レベル信号線２０６も上記説明のように動作する。
【００１５】
【発明の効果】
以上、本発明の半導体集積回路によれば、同一半導体集積回路内におけるデイジタル・アナログ変換回路出力特性が１％ないし２％以内であった誤差が、出力を比較することにより同一半導体集積回路内におけるデイジタル・アナログ変換回路出力特性が０．１％以下の誤差で収めることが可能であり、高い精度を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の半導体集積回路の構成図。
【図２】図１の１０２で示されるカレントミラー回路及び分配回路構成例の図。
【図３】図１の１０３で示されるカレントミラー電流微調整回路構成例の図。
【図４】図１の１０４で示されるデイジタル・アナログ変換回路構成例の図。
【図５】従来の半導体集積回路の構成図。
【符号の説明】
１０１・・・・・・外部基準電流源
１０２・・・・・・カレントミラー回路および分配回路
１０３・・・・・・カレントミラー電流微調整回路
１０４・・・・・・デイジタル・アナログ変換回路
１０５・・・・・・比較回路（コンパレータ）
１０６・・・・・・カレントミラー電流微調整制御回路
２０１・・・・・・カレントミラー電流生成ＰＭＯＳトランジスタ
２０２・・・・・・カレントミラー電流分配ＰＭＯＳトランジスタ
２０３・・・・・・カレントミラー電流反転ＮＭＯＳトランジスタ
２０４・・・・・・チャネル１基準レベル信号線
２０５・・・・・・チャネル２基準レベル信号線
２０６・・・・・・チャネル３基準レベル信号線
３０１・・・・・・カレントミラー微電流生成ＰＭＯＳトランジスタ
３０２・・・・・・カレントミラー微電流生成ＰＭＯＳトランジスタ制御信号線
３０３・・・・・・カレントミラー微電流生成ＰＭＯＳトランジスタ制御信号論理反転回路
３０４・・・・・・カレントミラー電流再生成ＰＭＯＳトランジスタ
４０１・・・・・・任意電流生成ＰＭＯＳトランジスタ
４０２・・・・・・デイジタル・アナログ変換回路出力スイッチ
４０３・・・・・・デイジタル・アナログ変換回路無出力スイッチ
４０４・・・・・・デイジタル・アナログ変換回路出力線
４０５・・・・・・デイジタル信号入力線
４０６・・・・・・デイジタル信号入力論理反転回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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