JP3209967B2 - 電流セル及びこれを用いたディジタル/アナログ変換器 - Google Patents

電流セル及びこれを用いたディジタル/アナログ変換器

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JP3209967B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力されたディジ
タル信号の値に対応する電流を出力するディジタル/ア
ナログ変換器(以下、「DAC」という)等に適した電
流セル、及びこれを用いたDACに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献:米国特許第5,452,014号明細書 図2(a),(b)は、前記文献に記載された従来の電
流セルの構成図であり、同図(a)は古典的な電流セル
の回路構成を、及び同図(b)は同図(a)の問題点を
解決するための駆動部10の代替回路を示している。図
2(a)に示すように、この電流セルは、駆動部10と
出力部20を有しており、入力端子1にレベル“L”の
ディジタル信号INが与えられたとき、出力端子2から
負荷回路3に対して一定の出力電流OUTを出力し、入
力端子1にレベル“H”のディジタル信号INが与えら
れたときは、出力端子2からの出力電流OUTを停止す
るものである。駆動部10は、インバータ11と、縦続
接続された2個のインバータ12,13とで構成されて
いる。入力端子1は、インバータ11,12の入力側に
接続され、インバータ11,13の出力側から相補的な
選択信号SEL,NSELがそれぞれ出力されるように
なっている。
【0003】出力部20は、3個のPチャネルMOSト
ランジスタ(以下、「PMOS」という)21,22,
23と、抵抗24とで構成されている。PMOS21の
ソースは電源電位VDDに接続され、ゲートには、この
PMOS21を飽和状態で動作させることによって、一
定電流Isを流すためのバイアス電圧Vbが与えられて
いる。PMOS21のドレインには、PMOS22,2
3のソースが接続されており、このPMOS22のドレ
インが抵抗24を介して接地電位GNDに、PMOS2
3のドレインが出力端子2に、それぞれ接続されてい
る。また、PMOS22,23のゲートには、それぞれ
選択信号SEL,NSELが与えられるようになってい
る。
【0004】このような電流セルにおいて、入力端子1
に与えられるディジタル信号INが“L”であると、選
択信号NSEL,SELは、それぞれ“H”,“L”と
なる。これにより、PMOS22はオフ状態、PMOS
23はオン状態となるので、一定電流IsはこのPMO
S23を介して出力端子2から出力電流OUTとして出
力される。また、ディジタル信号INが“H”である
と、選択信号NSEL,SELは、それぞれ“L”,
“H”となる。これにより、PMOS22はオン状態と
なり、PMOS23はオフ状態となるので、一定電流I
sはこのPMOS22、及び抵抗24を介して接地電位
GNDに流れ、出力電流OUTは出力されない。
【0005】しかし、このような構成の電流セルでは、
ディジタル信号INが“L”から“H”へ、及び“H”
から“L”へ変化するときに、PMOS22,23のド
レイン電流−ゲート電圧特性、或いは閾値電圧に起因す
る特性により、これらのPMOS22,23が完全にオ
ン状態にはならない期間が発生する。このため、PMO
S22を流れる電流I22と、PMOS23を流れる電
流I23との合計が、一定電流Isよりも小さくなる。
このため、PMOS22,23のドレインの電位が瞬間
的に上昇し、その上昇した電位からオン状態に切り替わ
ったPMOS22またはPMOS23へ電流が流れる。
これにより、出力電流OUT、及び電源電位VDDから
供給される一定電流Isは、瞬間的に大きく変動する。
これらの出力電流OUTや一定電流Isの流れる経路に
は、ICのリード線や基板のプリントパターン等による
寄生インダクタンスが存在し、これに流れる電流の変動
により、オーバーシュートやリンギングが発生すること
があった。このため、このような電流セルを映像信号用
のDACに用いた場合、画質が劣化するという問題があ
った。
【0006】図2(b)は、図2(a)の駆動部10の
代替回路である駆動部30の構成図である。この駆動部
30は、図2(a)の問題を解決するために、同図中の
駆動部10に代えて用いられるものであり、5個のイン
バータ31〜35と、2個の2入力論理積の否定ゲート
(以下、「NAND」という)36,37とで構成され
ている。入力端子1は、NAND36の第1の入力側に
接続されるとともに、インバータ31を介してNAND
37の第1の入力側に接続されている。NAND36,
37の出力側にはインバータ32,33がそれぞれ接続
され、これらのインバータ32,33から相補的な選択
信号NSEL,SELが出力されるようになっている。
更に、インバータ32の出力側は、インバータ34を介
してNAND37の第2の入力側に接続され、インバー
タ33の出力側は、インバータ35を介してNAND3
6の第2の入力側に接続されている。
【0007】このような駆動部30では、例えばディジ
タル信号INが“H”のとき、選択信号NSELは
“H”となり、選択信号SELは“L”となる。ここ
で、ディジタル信号INが“H”から“L”に変化する
と、NAND36の出力信号は直ちに“H”に変化し、
これに従って選択信号NSELは“H”から“L”に変
化する。選択信号NSELが“L”になると、これがイ
ンバータ34を介してNAND37に帰還され、選択信
号SELは“L”から“H”に変化する。次に、ディジ
タル信号INが“L”から“H”に変化すると、NAN
D37の出力信号は直ちに“H”に変化し、これに従っ
て選択信号SELは“H”から“L”に変化する。選択
信号SELが“L”になると、これがインバータ35を
介してNAND36に帰還され、選択信号NSELは
“L”から“H”に変化する。
【0008】このように、駆動部30では帰還経路を設
け、選択信号SEL,NSELが“L”から“H”に変
化するタイミングを、“H”から“L”に変化するタイ
ミングよりも遅くなるように構成している。このため、
ディジタル信号INの変化時点で、選択信号SEL,N
SELが同時に“L”になる状態が発生する。選択信号
SEL,NSELが同時に“L”になると、出力部20
のPMOS22,23は同時にオン状態となり、PMO
S22を流れる電流I22と、PMOS23を流れる電
流I23の合計は、常に一定電流Isに保たれる。これ
により、PMOS22,23のソースの電位は常に一定
に保たれ、一定電流Isの変動が抑制されるので、オー
バーシュートやリンギングを発生することなく、出力電
流OUTを滑らかにオン/オフ制御することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図2(b)の駆動部30を用いた電流セルでは、回路の
ゲート数が多くなり、例えば集積回路におけるチップの
面積が増大するとともに、消費電力が大きくなるという
課題があった。本発明は、前記従来技術が持っていた課
題を解決し、簡素化した回路構成で、オーバーシュート
やリンギング等の出力電流波形の劣化の無い電流セル
と、これを用いたDACを提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の内の第1の発明は、電流セルを、ディジタ
ル信号が入力される入力ノードと、前記ディジタル信号
に応じて所定の電流を出力する出力ノードと、第1の電
位が印加される第1のノードと、前記第1の電位とは異
なる第2の電位が印加される第2のノードと、前記第1
のノードから内部ノードに一定の電流を供給する定電流
手段と、前記内部ノードと前記第2のノードの間に設け
られ、ノード間電圧を駆動電圧とし、前記ディジタル信
号の遷移に応動して遷移する第1の選択信号を出力する
第1の選択手段と、前記内部ノードと前記第2のノード
の間に設けられ、ノード間電圧を駆動電圧とし、前記デ
ィジタル信号の論理レベルを反転させた反転信号の遷移
に応動して遷移する第2の選択信号を出力する第2の選
択手段と、前記内部ノードと前記第2のノードの間に設
けられ、前記第1の選択信号に基づいて該内部ノードと
該第2のノードを電気的に接続する第1のスイッチ手段
と、前記内部ノードと前記出力ノードの間に設けられ、
前記第2の選択信号に基づいて該内部ノードと該出力ノ
ードを電気的に接続する第2のスイッチ手段と、前記内
部ノードと前記第1または第2のノードの間に設けら
れ、該内部ノードの電位変動を抑制するための静電容量
を有する電位変動抑制手段とにより、前記ディジタル信
号が遷移したときに前記第1及び第2のスイッチ手段が
同時にオン状態となる時間帯が存在するように構成して
いる。
【0011】第2の発明は、第1の発明における第1の
選択手段を、ディジタル信号が与えられるゲートと内部
ノードに接続されるソースと第1の選択信号を出力する
ドレ インとを有する第1のPMOS、及び第2のノード
に接続されるソースと該第1のPMOSのドレインに接
続されるドレインと該第1のPMOSのゲートに接続さ
れるゲートとを有する第1のNMOSで構成している。
また、第2の選択手段を、反転信号が与えられるゲート
と前記内部ノードに接続されるソースと前記第2の選択
信号を出力するドレインとを有する第2のPMOS、及
び前記第2のノードに接続されるソースと該第2のPM
OSのドレインに接続されるドレインと該第2のPMO
Sのゲートに接続されるゲートとを有する第2のNMO
Sで構成している。
【0012】第3の発明は、第1の発明における第1の
選択手段を、ディジタル信号と外部から与えられる第3
の選択信号とを入力して第1の選択信号を出力する第1
のNANDで構成している。また、第2の選択手段を、
前記反転信号と前記第3の選択信号とを入力して第2の
選択信号を出力する第2のNANDで構成している。
【0013】第1〜第3の発明によれば、以上のように
電流セルを構成したので、次のような作用が行われる。
第1の電源電位から定電流手段を通して内部ノードに接
続された第1及び第2のスイッチ手段に一定電流が供給
される。内部ノードには、例えばそれぞれPMOSとN
MOSとで構成された第1及び第2の選択手段が接続さ
れており、これらの選択手段は、この内部ノードの電圧
によって駆動される。 ここで、入力ノードに入力された
ディジタル信号の論理レベルが反転すると、第1及び第
2の選択手段の出力もこれに応じて、それぞれ相補的に
反転するが、入力されたディジタル信号のレベル“H”
よりも、これらの第1及び第2の選択手段の駆動電圧の
方が低いので、第1及び第2の選択信号の立上がりのタ
イミングが遅延する。これにより、第1及び第2のスイ
ッチ手段が同時にオン状態になる期間が発生し、定電流
手段から供給される一定電流は常に一定の値に保持され
る。 更に、内部ノードと第1または第2のノード間に、
MOSトランジスタやキャパシタ等の電位変動抑制手段
が付加されているので、この内部ノードの電位変動が抑
制され、出力ノードから安定した電流が出力される。
【0014】第の発明は、DACにおいて、mビット
(但し、mは複数)のディジタルデータを解読し、該デ
ィジタルデータの値に対応した論理レベルを有するn個
(但し、nは複数)のディジタル信号を出力するデータ
解読手段と、前記n個のディジタル信号に対応して設け
られ、それぞれ与えられたディジタル信号の論理レベル
に応じて出力ノードから所定の出力電流を出力する第1
乃至第の発明のn個の電流セルと、前記n個の電流セ
ルの各出力ノードを共通接続し、前記ディジタルデータ
に対応した値の電流を出力する出力端子とを備えてい
る。第の発明によれば、次のような作用が行われる。
mビットのディジタルデータが、データ解読手段に与え
られると、そのディジタルデータの値に対応したn個の
ディジタル信号が出力され、n個の電流セルにそれぞれ
与えられる。各電流セルでは、与えられたディジタル信
号で制御された所定の出力電流が出力される。これらの
電流セルの出力ノードは、出力端子に共通接続されてい
るので、この出力端子からディジタルデータに対応した
値の電流が出力される。
【0015】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示す電流セルの構成
図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この電流セルは、出力部20Aと駆動部
40を有しており、入力ノード(例えば、入力端子)1
にレベル“L”のディジタル信号INが与えられたと
き、出力ノード(例えば、出力端子)2から負荷回路3
に対して、一定の出力電流OUTを出力し、入力端子1
にレベル“H”のディジタル信号INが与えられたとき
は、出力端子2からの出力電流OUTを停止するもので
ある。
【0016】出力部20Aは、定電流手段(例えば、P
MOS)21と、第1及び第2のスイッチ手段(例え
ば、PMOS)22,23と、抵抗24と、電位変動抑
制手段(例えば、キャパシタ)25とで構成されてい
る。PMOS21は、温度や電源電圧の変動にかかわら
ず常に一定電流IsをPMOS22,23に供給するも
ので、所定のバイアス電圧Vb(即ち、ゲート−ソース
間電圧)が与えられたときの飽和電流が、この一定電流
Isとなるようにゲート長やゲート幅等の寸法が設計さ
れている。PMOS21のソースは図示しない第1のノ
ードの電源電位VDDに、ドレインは内部ノードN1に
それぞれ接続され、ゲートにはバイアス電圧Vbが与え
られている。内部ノードN1には、PMOS22,23
のソースが接続されており、このPMOS22のドレイ
ンが抵抗24を介して図示しない第2のノードの接地電
位GNDに、PMOS23のドレインが出力端子2に、
それぞれ接続されている。また、PMOS22,23の
ゲートには、駆動部40からそれぞれ選択信号SEL,
NSELが与えられるようになっている。更に、内部ノ
ードN1と接地電位GND間には、スイッチング動作時
の内部ノードN1の電位変動を抑制するためのキャパシ
タ25が接続されている。
【0017】駆動部40は、第1の選択手段(例えば、
インバータ)41と、縦続接続された2個のインバータ
42,43とで構成されている。インバータ41は、P
MOS41aとNMOS41bとで構成されており、こ
のPMOS41aのソースが、出力部20Aの内部ノー
ドN1に接続されている。PMOS41aとNMOS4
1bのゲートは入力端子1に接続され、このNMOS4
1bのソースが接地電位GNDに接続されている。ま
た、PMOS41aとNMOS41bの各ドレインが接
続され、ここから選択信号SELが出力されるようにな
っている。インバータ42の入力側は入力端子1に接続
され、この出力側に第2の選択手段(例えば、インバー
タ)43が接続されている。インバータ43は、インバ
ータ41と同様に、PMOS43aとNMOS43bと
で構成されており、このPMOS43aのソースが、出
力部20Aの内部ノードN1に接続されている。PMO
S43aとNMOS43bのゲートはインバータ42の
出力側に接続され、このNMOS43bのソースが接地
電位GNDに接続されている。また、PMOS43aと
NMOS43bの各ドレインが接続され、ここから選択
信号NSELが出力されるようになっている。
【0018】図3は、図1の動作を示す信号波形図であ
る。以下、この図3を参照しつつ、図1の動作を説明す
る。ここで、電源電位VDDとして3.3Vが与えら
れ、入力端子1のディジタル信号INは、レベル“L”
のとき0V、レベル“H”のとき3.3Vであるとす
る。また、出力部20Aにおける内部ノードN1の電位
VCOMは、PMOS21によって2.1Vに低下され
ているものとする。図3の時刻t1において、ディジタ
ル信号INが“L”であれば、インバータ42から出力
されるディジタル信号/IN(但し、「/」は反転を表
す)は“H”となっている。従って、インバータ41か
ら出力される選択信号SELは、電位VCOMの2.1
Vにほぼ等しくなり、インバータ43から出力される選
択信号NSELは、接地電位GNDの0Vにほぼ等しく
なっている。これにより、PMOS22はオフ状態とな
り、PMOS23はオン状態となって、PMOS21か
ら供給される一定電流Isは、このPMOS23の電流
I23として出力端子2から出力される。
【0019】時刻t2において、ディジタル信号INが
“L”(=0V)から“H”(=3.3V)へ上昇を開
始すると、これに対応してインバータ42から出力され
るディジタル信号/INは、3.3Vから0Vへ下降を
開始する。ディジタル信号INの上昇に伴い、インバー
タ41から出力される選択信号SELは、2.1Vから
低下を開始する。一方、この時点でのディジタル信号/
INは、インバータ43の電源電圧、すなわちVCOM
(=2.1V)よりも高いので、このインバータ43か
ら出力される選択信号NSELは、0Vのままである。
時刻t3において、ディジタル信号/INが2.1Vま
で低下すると、インバータ43から出力される選択信号
NSELは、0Vから上昇を開始する。
【0020】時刻t4において、インバータ41から出
力される選択信号SELが、PMOS22の閾値電圧
(例えば、0.7V)まで低下すると、このPMOS2
2はオン状態に変化する。一方、この時点での選択信号
NSELは、PMOS23の閾値電圧(例えば、0.7
V)以下であるので、このPMOS23はオン状態とな
っている。これにより、PMOS21から供給される一
定電流Isは、PMOS22,23に分流し、このPM
OS23の電流I23が出力端子2から出力電流OUT
として出力される。時刻t5において、選択信号NSE
LがPMOS23の閾値電圧を越えると、このPMOS
23はオフ状態に変化する。これにより、PMOS21
から供給される一定電流Isは、PMOS22の電流I
22として接地電位GNDへ流れ、出力端子2からの出
力電流OUTは停止する。時刻t6において、ディジタ
ル信号INが3.3Vまで上昇すると、この電流セルは
安定した状態に落ち着く。
【0021】次に、時刻t7において、ディジタル信号
INが“H”から“L”へ下降を開始すると、これに対
応してインバータ42から出力されるディジタル信号/
INは、“L”から“H”へ上昇を開始する。ディジタ
ル信号/INの上昇に伴い、インバータ43から出力さ
れる選択信号NSELは、2.1Vから低下を開始す
る。一方、この時点でのディジタル信号INは、インバ
ータ41の電源電圧、即ちVCOMよりも高いので、こ
のインバータ41から出力される選択信号SELは、0
Vのままである。時刻t8において、ディジタル信号I
Nが2.1Vまで低下すると、インバータ41から出力
される選択信号SELは、0Vから上昇を開始する。
【0022】時刻t9において、インバータ43から出
力される選択信号NSELが、PMOS23の閾値電圧
まで低下すると、このPMOS23はオン状態に変化す
る。一方、この時点での選択信号SELは、PMOS2
2の閾値電圧以下であるので、このPMOS22はオン
状態となっている。これにより、PMOS21から供給
される一定電流Isは、PMOS22,23に分流し、
このPMOS23の電流I23が出力端子2から出力電
流OUTとして出力される。時刻t10において、選択
信号SELがPMOS2の閾値電圧を越えると、このP
MOS22はオフ状態に変化する。これにより、PMO
S21から供給される一定電流Isは、PMOS23の
電流I23として出力端子2から出力される。時刻t1
1において、ディジタル信号INが0Vまで下降する
と、この電流セルは安定した状態に落ち着く。
【0023】以上のように、この第1の実施形態の電流
セルは、出力部20AのノードN1からインバータ4
1,42に電源電圧を供給する構成としているので、簡
単な回路構成で、ディジタル信号INの変化時に選択信
号SEL,NSELの変化のタイミングを遅らせ、PM
OS22,23を同時にオン状態にすることが可能にな
る。これにより、PMOS21から供給される一定電流
Isを常に一定に保ち、出力電流OUTの急激な変化を
抑制することができるので、オーバーシュートやリンギ
ング等による出力電流波形の劣化をなくすことができる
という利点がある。また、内部ノードN1には、キャパ
シタ25が接続されているので、この内部ノードN1の
電位変動を抑制し、出力電流OUTの急激な変動を、更
に抑制することができるという利点がある。
【0024】第2の実施形態 図4は、本発明の第2の実施形態を示す電流セルの構成
図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この電流セルと、図1の電流セルとの相
違は、図1中の駆動部40におけるインバータ41,4
3に代えて、2入力のNAND44,45を有する駆動
部40Aを設けたことである。即ち、NAND44の第
1の入力側は入力端子1に接続され、NAND45の第
1の入力側はインバータ42の出力側に接続されてい
る。また、NAND44,45には、出力部20Aのノ
ードN1から電源が供給されるようになっている。更
に、NAND44,45の第2の入力側は制御端子4に
接続され、この制御端子4から動作制御用のスリープ信
号SLが与えられるようになっている。その他の構成
は、図1と同様である。
【0025】このような電流セルでは、スリープ信号S
Lが“L”のとき、NAND44,45の出力信号、即
ち選択信号SEL,NSELは、ディジタル信号INの
値に関係なく“H”となり、出力電流OUTの出力は停
止される。一方、スリープ信号SLが“H”のときは、
図1と同様の動作が行われる。以上のように、この第2
の実施形態の電流セルは、第1の実施形態の利点に加え
て、外部からのスリープ信号SLによって、動作を制御
することができるので、動作停止時の消費電力を低減す
ることができるという利点がある。
【0026】第3の実施形態 図5は、本発明の第3の実施形態を示すDACの構成図
である。これは、例えばディジタル映像信号をアナログ
の電流に変換するためのDACであり、入力端子101
に与えられるnビット(但し、nは複数)の入力データ
Dinを、対応する値の電流に変換して出力端子102
から出力電流Aoutとして出力するものである。入力
端子101には、データ解読手段(例えば、デコーダ)
103が接続されている。デコーダ103は、m個(但
し、m=2n −1)のディジタル信号IN1〜INmを
出力する出力端子を有し、入力端子101に与えられた
nビットの入力データDinの値xに相当する数のディ
ジタル信号IN1〜INxのレベルを“L”にして出力
するものである。各ディジタル信号IN1〜INmは、
それぞれ電流セル104〜104の入力側に与えら
れるようになっている。各電流セル104〜104
は、図1と同様の電流セルであり、それぞれ入力側に与
えられたディジタル信号IN1〜INmが“L”のとき
に、一定電流Isの出力電流OUT1〜OUTmを出力
するものである。
【0027】このDACは、ディジタル映像信号の入力
データDinの値が0の場合でも、ペデスタル・レベル
の電流を出力するための制御端子105を有しており、
この制御端子105に制御信号PEDが与えられるよう
になっている。制御端子105には、基底レベル制御部
106が接続されている。基底レベル制御部106は、
制御信号PEDが与えられたときに、ディジタル信号I
Npのレベルを“L”にして出力するものである。ディ
ジタル信号INpは、電流セル107に与えられるよう
になっている。電流セル107は、図1とほぼ同様の電
流セルであり、与えられたディジタル信号INpが
“L”のときに、ペデスタル・レベルの電流に相当する
一定電流Ipの出力電流OUTpを出力するものであ
る。
【0028】これらの電流セル104〜104,1
07には、温度や電源電圧の変動に影響されず、常に一
定の出力電流OUT1〜OUTm,OUTpが得られる
ように、バイアス電圧Vbが共通に与えられている。ま
た、電流セル104〜104,107の出力側は、
出力端子102に共通接続されており、この出力端子1
02からディジタル映像信号に対応した出力電流Aou
tが出力されるようになっている。出力端子102に
は、終端抵抗111,113、及び同軸ケーブル112
等で構成される伝送路110を介して、図示しないビデ
オ表示装置等が接続されている。
【0029】次に動作を説明する。入力端子101に入
力データDinが与えられると、デコーダ103によっ
てこの入力データDinの値x(例えば、x=6)と同
数のディジタル信号IN1〜IN6が“L”に設定さ
れ、その他のディジタル信号IN7〜INmは“H”に
設定されて、各電流セル104〜104に出力され
る。これにより、電流セル104〜104から、そ
れぞれ一定電流Isの出力電流OUT1〜OUT6が出
力される。一方、他の電流セル104〜104から
の出力電流OUT7〜OUTmは0となる。この時、制
御端子105に制御信号PEDが与えられていなけれ
ば、基底レベル制御部106から出力されるディジタル
信号INpは“H”となり、電流セル107の出力電流
OUTpは0である。従って、出力端子102から出力
される出力電流Aoutは6Isとなり、入力データD
inの値xに対応する電流が得られる。
【0030】また、制御端子105に制御信号PEDが
与えられていれば、基底レベル制御部106から出力さ
れるディジタル信号INpは“L”となり、電流セル1
07から一定電流Ipの出力電流OUTpが出力され
る。従って、出力端子102から出力される出力電流A
outは6Is+Ipとなり、入力データDinの値x
にペデスタル・レベルが重畳された値の電流が得られ
る。ここで、入力端子101に与えられる入力データD
inの値が変化すると、この入力データDinの変化に
対応して各電流セル104〜104から出力される
出力電流OUT1〜OUTmがオン/オフする。これに
より、出力端子102から出力される出力電流Aout
は、入力データDinの値に応じて変化する。各電流セ
ル104〜104は、図1の電流セルと同様の構成
となっているので、各出力電流OUT1〜OUTmの変
化はスムーズに行われる。更に、電流セル107も図1
の電流セルと同様の構成となっているので、制御信号P
EDの変化時における出力電流OUTpの変化はスムー
ズに行われる。
【0031】以上のように、この第3の実施形態のDA
Cは、第1の実施形態で説明した図1の電流セルを用い
て構成しているので、入力データDinや制御信号PE
Dの変化に対して、オーバーシュートやリンギング等に
よる出力電流波形の劣化がない出力信号Aoutを得る
ことができるという利点がある。
【0032】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。(a) 図1及び図4中のキャパシタ25に代えて、ド
レイン及びソースを電源電位VDDに接続し、ゲートを
内部ノードN1に接続したPMOSのゲート容量を用い
ても良い。
【0033】(b) 図5中の電流セル104〜10
,107は、図1の電流セルに限定されず、図4の
電流セル、或いは上記変形例(a)で述べたような構成
の電流セルを用いることができる。(c) 図5中の電
流セル104〜104は、すべて同一の一定電流I
sを出力するようになっているが、例えば、2Is,4
Is等に重み付けされた電流を出力するようにしても良
い。これにより、出力電流Aoutの分解能及び出力範
囲を代えずに、電流セル104〜104の数を削減
することができる。但し、この場合は、電流セル104
〜104の出力電流OUT1〜OUTmの大きさに
対応して、デコーダ103のロジックを変更する必要が
ある。
【0034】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、定電流手段から一定電流が供給される内部ノ
ードと第2の電源電位間に接続された第1及び第2の選
択手段を有している。このため、入力ノードのディジタ
ル信号の変化したときに、第1及び第2のスイッチ手段
を切り替えるための選択信号の立上がりのタイミングが
遅延する。これにより、第1及び第2のスイッチ手段が
同時にオン状態になる期間が生じる。更に、内部ノード
の電位変動を抑制するための電位変動抑制手段を有して
いる。これにより、内部ノードの電位が一定に保たれ、
この内部ノードから供給される電流はほとんど変化せ
ず、出力電流にオーバーシュートやリンギングが発生す
ることがなく、出力電流波形の劣化が防止される。
【0035】第2の発明によれば、第1及び第2の選択
手段を、それぞれPMOSとNMOSを用いたインバー
タで構成し、かつ、その電源を内部ノードから供給する
ようにしている。 これにより、ディジタル信号の遷移時
に、一時的に第1及び第2のスイッチ手段を同時にオン
状態にするための第1及び第2の選択信号を出力するこ
とができる。の発明によれば、制御信号によって第
1及び第2のスイッチ手段の動作を制御可能なように、
第1及び第2の選択手段を2入力のNANDで構成して
いる。これにより、制御信号によって電流スイッチの動
作を停止することが可能になり、不必要な出力電流を停
止することができる。第4の発明によれば、第1〜第
の発明の電流セルを用いてDACを構成している。これ
により、出力電流波形の劣化がないDACを構成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す電流セルの構成
図である。
【図2】従来の電流セルの構成図である。
【図3】図1の動作を示す信号波形図である。
【図4】本発明の第2の実施形態を示す電流セルの構成
図である。
【図5】本発明の第3の実施形態を示すDACの構成図
である。
【符号の説明】
20A 出力部 21,22,23,41a,43a PMOS 24 抵抗 25 キャパシタ 40,40A 駆動部 41,42,43 インバータ 41b,43b NMOS 44,45 NAND 103 デコーダ 104〜104 電流セル

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル信号が入力される入力ノード
    と、 前記ディジタル信号に応じて所定の電流を出力する出力
    ノードと、 第1の電位が印加される第1のノードと、 前記第1の電位とは異なる第2の電位が印加される第2
    のノードと、 前記第1のノードから内部ノードに一定の電流を供給す
    る定電流手段と、 前記内部ノードと前記第2のノードの間に設けられ、
    ード間電圧を駆動電圧とし、前記ディジタル信号の遷移
    に応動して遷移する第1の選択信号を出力する第1の選
    択手段と、 前記内部ノードと前記第2のノードの間に設けられ、
    ード間電圧を駆動電圧とし、前記ディジタル信号の論理
    レベルを反転させた反転信号の遷移に応動して遷移する
    第2の選択信号を出力する第2の選択手段と、 前記内部ノードと前記第2のノードの間に設けられ、前
    記第1の選択信号に基づいて該内部ノードと該第2のノ
    ードを電気的に接続する第1のスイッチ手段と、 前記内部ノードと前記出力ノードの間に設けられ、前
    第2の選択信号に基づいて該内部ノードと該出力ノード
    を電気的に接続する第2のスイッチ手段と、 前記内部ノードと前記第1または第2のノードの間に設
    けられ、該内部ノードの電位変動を抑制するための静電
    容量を有する電位変動抑制手段とにより、前記ディジタル信号が遷移したときに前記第1及び第2
    のスイッチ手段が同時にオン状態となる時間帯が存在す
    るように構成した ことを特徴とする電流セル。
  2. 【請求項2】 前記第1の選択手段は、前記ディジタル
    信号が与えられるゲートと前記内部ノードに接続される
    ソースと前記第1の選択信号を出力するドレインとを有
    する第1のPチャネルMOSトランジスタ、及び前記第
    2のノードに接続されるソースと該第1のPチャネルM
    OSトランジスタのドレインに接続されるドレインと該
    第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートに接続さ
    れるゲートとを有する第1のNチャネルMOSトランジ
    スタで構成され、 前記第2の選択手段は、前記反転信号が与えられるゲー
    トと前記内部ノードに接続されるソースと前記第2の選
    択信号を出力するドレインとを有する第2のPチャネル
    MOSトランジスタ、及び前記第2のノードに接続され
    るソースと該第2のPチャネルMOSトランジスタのド
    レインに接続されるドレインと該第2のPチャネルMO
    Sトランジスタのゲートに接続されるゲートとを有する
    第2のNチャネルMOSトランジスタで構成されること
    を特徴とする請求項1記載の電流セル。
  3. 【請求項3】 前記第1の選択手段は、前記ディジタル
    信号と外部から与えられる第3の選択信号とを入力して
    前記第1の選択信号を出力する第1の論理積否定回路に
    より構成され、 前記第2の選択手段は、前記反転信号と前記第3の選択
    信号とを入力して前記第2の選択信号を出力する第2の
    論理積否定回路により構成されることを特徴とする請求
    項1記載の電流セル。
  4. 【請求項4】 mビット(但し、mは複数)のディジタ
    ルデータを解読し、該ディジタルデータの値に対応した
    論理レベルを有するn個(但し、nは複数)のディジタ
    ル信号を出力するデータ解読手段と、 前記n個のディジタル信号に対応して設けられ、それぞ
    れ与えられたディジタル信号の論理レベルに応じて出力
    ノードから所定の出力電流を出力する請求項1、2また
    は3記載のn個の電流セルと、 前記n個の電流セルの各出力ノードを共通接続し、前記
    ディジタルデータに対応した値の電流を出力する出力端
    子とを、 備えたことを特徴とするディジタル/アナログ変換器。
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