JPS5981916A - 半導体d−a変換装置 - Google Patents
半導体d−a変換装置Info
- Publication number
- JPS5981916A JPS5981916A JP17181683A JP17181683A JPS5981916A JP S5981916 A JPS5981916 A JP S5981916A JP 17181683 A JP17181683 A JP 17181683A JP 17181683 A JP17181683 A JP 17181683A JP S5981916 A JPS5981916 A JP S5981916A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- charges
- unit
- area
- electrode
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は1枚の半導体基板表ifu上に容易に集積化す
ることのできるデジタル−アナログ(D−A)変換装置
に関するものである。
ることのできるデジタル−アナログ(D−A)変換装置
に関するものである。
従来周知のD−A変換装置の形式には、計数積分型と、
ai子型抵抗組合せ回路を用いるものとがある。しかし
前者は演算増幅器を必要とし、これと計数回路とを同一
の半導体基板に集積回路化することが困難である。他力
後者は各抵抗素子の抵抗値の精度が悪いとただちに変換
誤差が増大するため、集積(!l!回路化した場合には
酌柘夏のものが得難い不利がある。また、持回1(71
450−39458号公報に示されるようなCODを利
用したD−A9換装置も提案されているが、入力デシク
ル@号の桁数が増大すれば装置面積が等比級数的に増大
する問題、がある。
ai子型抵抗組合せ回路を用いるものとがある。しかし
前者は演算増幅器を必要とし、これと計数回路とを同一
の半導体基板に集積回路化することが困難である。他力
後者は各抵抗素子の抵抗値の精度が悪いとただちに変換
誤差が増大するため、集積(!l!回路化した場合には
酌柘夏のものが得難い不利がある。また、持回1(71
450−39458号公報に示されるようなCODを利
用したD−A9換装置も提案されているが、入力デシク
ル@号の桁数が増大すれば装置面積が等比級数的に増大
する問題、がある。
本発明は前述の点に鑑みなされたもので、増幅器、高精
反の抵抗等を必要とせず、しかも集積回路化〜が容易で
占有面積が比較的小さくてすむ新規なる半導体D−A変
挨装置を提供忙ん七するものである。
反の抵抗等を必要とせず、しかも集積回路化〜が容易で
占有面積が比較的小さくてすむ新規なる半導体D−A変
挨装置を提供忙ん七するものである。
以)図面を用いて本発明に砕るD−A変換装置の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
第1図は本発明に4X、るD−A5換装圓の一失施例に
用いる基本ユニットの構成を示す図であり。
用いる基本ユニットの構成を示す図であり。
以]−その動作を含め千89明する。第1図のユニット
Uに対し、入力テジクルイ=”iJは入力端子P1から
4佃iのソース領域ε、8−・Sdに同時に印加される
が。
Uに対し、入力テジクルイ=”iJは入力端子P1から
4佃iのソース領域ε、8−・Sdに同時に印加される
が。
電イ1イ市有いに面相の異なるケート電極Ga〜(1,
1下の空乏層に蓄積される。上記の4つの電極、の面積
は大きい方から1唄に23°22:21:2+1すなわ
ら8:4゛2“1の比になっているため、各ソース領域
に1iij−電圧が印加された吉き、各グー)’Ql極
に蓄積される電動おはそれぞれ8q : 4q ’ ”
(1’ Qとなる。ただしqは最小面積のケ〜 ト″電
極Gdl□に蓄積される電荷h4である。以下上記ゲー
ト丸棒G1〜Odを蓄積’11(祿七呼ぶ、。
1下の空乏層に蓄積される。上記の4つの電極、の面積
は大きい方から1唄に23°22:21:2+1すなわ
ら8:4゛2“1の比になっているため、各ソース領域
に1iij−電圧が印加された吉き、各グー)’Ql極
に蓄積される電動おはそれぞれ8q : 4q ’ ”
(1’ Qとなる。ただしqは最小面積のケ〜 ト″電
極Gdl□に蓄積される電荷h4である。以下上記ゲー
ト丸棒G1〜Odを蓄積’11(祿七呼ぶ、。
上述しン’lように蓄積電極下に蓄えられた亀仙は犬曲
槓の゛亀樟30″FJ)仝乏層内にすべて移送されて合
一するのであるが、すべてのソース領域が並列接続きれ
ているため、上配電伺の移送時点を規制して、畜lrA
電極G1、−G1.−Go−Gdのl1lf’4にその
士の井戸に畜えられたia付を1胎長に1回限り移送す
るようにしなくてはならない。この目的で各ソース働域
−蓄8iI電極間に移送電極31〜34が設けられてい
て、移送時点は該名移送電極に印加する電圧によって定
めることができる1、このようにすれば大面積の電極3
0(以後合ヤ電極という)の下に移送されて合算された
電荷の赴ミ亀は、入力デジタル借上のアナログ変換に相
当するものである。
槓の゛亀樟30″FJ)仝乏層内にすべて移送されて合
一するのであるが、すべてのソース領域が並列接続きれ
ているため、上配電伺の移送時点を規制して、畜lrA
電極G1、−G1.−Go−Gdのl1lf’4にその
士の井戸に畜えられたia付を1胎長に1回限り移送す
るようにしなくてはならない。この目的で各ソース働域
−蓄8iI電極間に移送電極31〜34が設けられてい
て、移送時点は該名移送電極に印加する電圧によって定
めることができる1、このようにすれば大面積の電極3
0(以後合ヤ電極という)の下に移送されて合算された
電荷の赴ミ亀は、入力デジタル借上のアナログ変換に相
当するものである。
ユニンl−UのD−A3j’換出力は出力ケート’im
極35かも出力用拡散層8を経て出力端子Pおから収出
される3゜ ここまでのN+?、明で第1図のユニットUが1胎長に
つき4ヒツトのデジタル@りをアブログ電葡創に変換し
得ることが明らかKな・りたが、実際に変換する信号は
さらにヒツト数の多いものとなり。
極35かも出力用拡散層8を経て出力端子Pおから収出
される3゜ ここまでのN+?、明で第1図のユニットUが1胎長に
つき4ヒツトのデジタル@りをアブログ電葡創に変換し
得ることが明らかKな・りたが、実際に変換する信号は
さらにヒツト数の多いものとなり。
本発明では、そのような場合を考慮して松数のユニット
を組み合せかつ重み(=Jけ回路を別個に設けた上で、
これら各ユニット内の合算されfct荷拳に重み付けを
行なった後に和を求めるような構成を採る。
を組み合せかつ重み(=Jけ回路を別個に設けた上で、
これら各ユニット内の合算されfct荷拳に重み付けを
行なった後に和を求めるような構成を採る。
第2図に、1例として2つのユニットU、および[]2
を用いて1胎艮が8ヒントになっているテシクル伯号を
入換処理する実施例のに: If!jを示し九ユニント
Utld下位の4ビツトを+ U2は上位の4ヒツト
をそれぞれ受は持つ。しかし両ユニットは完全に11形
向大となっている。ゆえに1ヒントのデジタル侶り入力
によって蓄積電極−トに移送される電伺知はいずれのユ
ニットにおいても最高8、にすぎないか、前述したよう
にユニットU1が十位4ヒツト+ U2か上位4ヒン
トを処理するようにし1両ユニットの出力に1:16の
刀4み伺けをして合計すれば目的を達成することができ
る。
を用いて1胎艮が8ヒントになっているテシクル伯号を
入換処理する実施例のに: If!jを示し九ユニント
Utld下位の4ビツトを+ U2は上位の4ヒツト
をそれぞれ受は持つ。しかし両ユニットは完全に11形
向大となっている。ゆえに1ヒントのデジタル侶り入力
によって蓄積電極−トに移送される電伺知はいずれのユ
ニットにおいても最高8、にすぎないか、前述したよう
にユニットU1が十位4ヒツト+ U2か上位4ヒン
トを処理するようにし1両ユニットの出力に1:16の
刀4み伺けをして合計すれば目的を達成することができ
る。
第2図の実施ip’rJにおいて上述の及み旬けけ面積
化が16=1となっている2個の1積電極1にユニット
U、およびU2の出力電圧に比例する電荷を注入するこ
とにより行われている。図のΣは亀み伺けと加勢とを行
なってD−Alf換出力出力なわちアナログ@号)を生
ずる最終合鍵ユニットの部分である。ユニットUlおよ
びU2の出力端子P8およびP′8は重み付は最終合算
ユニットΣの2個の入力電極41および42にそれぞれ
接続され。
化が16=1となっている2個の1積電極1にユニット
U、およびU2の出力電圧に比例する電荷を注入するこ
とにより行われている。図のΣは亀み伺けと加勢とを行
なってD−Alf換出力出力なわちアナログ@号)を生
ずる最終合鍵ユニットの部分である。ユニットUlおよ
びU2の出力端子P8およびP′8は重み付は最終合算
ユニットΣの2個の入力電極41および42にそれぞれ
接続され。
ソース領域43.44の!荷は上記両軍!1I41.4
2を経てそれぞれ蓄積電極45および46の下に注入さ
れてN枳される。上記両蓄槙電極のFil+粕をαI+
o・2とすれば、αl:α2= 1 : 16となるよ
うに設定されている。この両蓄禎電極をfIIIの電荷
蓄積機能を有する電極と区別するために以後1.み伺け
v/L極と呼ぶことにする。単位の入力電圧によって両
重み伺け′成極45,46の1に蓄積されるー作■卸比
はα1:α2に等しくなるから1両電極45お上O’
46 l−の亀rJhJの合計は’++16V2に比例
する%+となる。ただしv、、v2はそれぞれユニット
の出力端子P8およびp18の出力電圧である。、MA
出力14L厘は各ユニットに入力した8ヒツトのデシク
ルイ5−19゛を4ヒツトずつに2分して2系統のユニ
ットでそれぞれアナログ変換した結果に相当するから、
上記’eLJtlの合it+値は上記デシクル(lのア
ナログ変換個に比例するとLになる。その理…r以下に
鏝分詳細に説明する。
2を経てそれぞれ蓄積電極45および46の下に注入さ
れてN枳される。上記両蓄槙電極のFil+粕をαI+
o・2とすれば、αl:α2= 1 : 16となるよ
うに設定されている。この両蓄禎電極をfIIIの電荷
蓄積機能を有する電極と区別するために以後1.み伺け
v/L極と呼ぶことにする。単位の入力電圧によって両
重み伺け′成極45,46の1に蓄積されるー作■卸比
はα1:α2に等しくなるから1両電極45お上O’
46 l−の亀rJhJの合計は’++16V2に比例
する%+となる。ただしv、、v2はそれぞれユニット
の出力端子P8およびp18の出力電圧である。、MA
出力14L厘は各ユニットに入力した8ヒツトのデシク
ルイ5−19゛を4ヒツトずつに2分して2系統のユニ
ットでそれぞれアナログ変換した結果に相当するから、
上記’eLJtlの合it+値は上記デシクル(lのア
ナログ変換個に比例するとLになる。その理…r以下に
鏝分詳細に説明する。
この各正方形内にある名個の文字X1−x8はlか0か
、どちらかの伯のみをとり得る変数であり。
、どちらかの伯のみをとり得る変数であり。
各正方形は1つの桁を表す。もちろん左側の正方形はど
順次上位の桁に対応する。この2進符号が表す数をX七
するさ X=27XX、+26XX2+25XX3+24XX4
+23XX5+22XX6+21XX7+20XX8−
=−・ (1)である。
順次上位の桁に対応する。この2進符号が表す数をX七
するさ X=27XX、+26XX2+25XX3+24XX4
+23XX5+22XX6+21XX7+20XX8−
=−・ (1)である。
さて第2図1においてユニツ)Ulは下位4桁rX5〜
XS)を処理し、同じ<U2は上位4桁(L+〜X4)
を処理する4、そして両ユニットの出力電圧Vlおよび
v2については下式が成立する。
XS)を処理し、同じ<U2は上位4桁(L+〜X4)
を処理する4、そして両ユニットの出力電圧Vlおよび
v2については下式が成立する。
V1=kl(2”XXB+22XX6+2’XX7+2
0XX4)−−(2a)V2=k +(2”XX+−+
22XX2+21XX3+20XX4)−−(2b)た
たし上記両式中でklは比例常数である。よって前述し
たようにvlと16V2との和に比例する知の電荷をつ
くし、このlをq、sとすれば、(211)および(2
b)両式から qs = k2(v+ + 16V2)=klk2(2
)XX、+26XX2.十NXX3+2’XX4+23
XX5+22XX6+21XX7+X8)−−−・(3
)が成立する。(1)式と(3)式とを比較すれld、
qsかXに比例するこ七が明らかである。以上によって
第2図に示した実施例装置の出力電圧がXを表す2進符
号のアナログ変換伯に比例することが面切された。
0XX4)−−(2a)V2=k +(2”XX+−+
22XX2+21XX3+20XX4)−−(2b)た
たし上記両式中でklは比例常数である。よって前述し
たようにvlと16V2との和に比例する知の電荷をつ
くし、このlをq、sとすれば、(211)および(2
b)両式から qs = k2(v+ + 16V2)=klk2(2
)XX、+26XX2.十NXX3+2’XX4+23
XX5+22XX6+21XX7+X8)−−−・(3
)が成立する。(1)式と(3)式とを比較すれld、
qsかXに比例するこ七が明らかである。以上によって
第2図に示した実施例装置の出力電圧がXを表す2進符
号のアナログ変換伯に比例することが面切された。
第2図の実施例において47I″iqsを生ずる合算用
電極であり、アナログ出力り葦ポH−目ガナ倍1−制一
−4iHG@七≠三掛力は出力用ゲート[@;
48を経て出力用ゲート4テから出力端子PAKJIX
l:11される。50はリセント用ケー)111&、D
aidリセット用拡赦層である。
電極であり、アナログ出力り葦ポH−目ガナ倍1−制一
−4iHG@七≠三掛力は出力用ゲート[@;
48を経て出力用ゲート4テから出力端子PAKJIX
l:11される。50はリセント用ケー)111&、D
aidリセット用拡赦層である。
なお、第2図の実施例装置において重み付けおよび合算
の手段としては抵抗分割によってもよく、オたトランジ
スタ等の能動素子ないし演算増幅器等を利用してもよい
。
の手段としては抵抗分割によってもよく、オたトランジ
スタ等の能動素子ないし演算増幅器等を利用してもよい
。
第2図の実施例は1語長が8ヒントのテシタル信号を処
理するこ七ができるが、Br要基板而面積4ビツト用の
ユニット(第1図に示したもの)の3倍強にすぎない。
理するこ七ができるが、Br要基板而面積4ビツト用の
ユニット(第1図に示したもの)の3倍強にすぎない。
しかるに先に引用した特開町50−39458号のよう
な構成では、l@長長上ヒツトテジクル信号を処理し得
るように規模を拡大しようとすれば、4ビツト用のもの
のおよそ17倍程度の基板面積を要する。これだけの考
察からも、語長が長い場合には本発明について説明した
ようにそれぞれ数ヒツト程度の入カイ1号を処理し得る
ユニットを所要数配置してそれぞれ所定桁数を分担させ
、しかる後者ユニットの出力に重み付けして合算する卆
式がはるかに有利であることがわかる。
な構成では、l@長長上ヒツトテジクル信号を処理し得
るように規模を拡大しようとすれば、4ビツト用のもの
のおよそ17倍程度の基板面積を要する。これだけの考
察からも、語長が長い場合には本発明について説明した
ようにそれぞれ数ヒツト程度の入カイ1号を処理し得る
ユニットを所要数配置してそれぞれ所定桁数を分担させ
、しかる後者ユニットの出力に重み付けして合算する卆
式がはるかに有利であることがわかる。
以上説明した本発明に係るD−A変換装置は構造が簡単
であって金属−酸化物一半導体(h<os)多集積回路
とともに同一半導体基板表面に集積することが@易にで
き、高l1lJI!Lの抵抗、高利得の増幅器等を要し
ないという優れた利点がある。ゆえに小型電子計算機か
ら得られるデジタルデータをアナログ出力クに変換する
場合などに該計算機内またはデータ処理装置内等に組込
んで使用すればきわめて便利である1、
であって金属−酸化物一半導体(h<os)多集積回路
とともに同一半導体基板表面に集積することが@易にで
き、高l1lJI!Lの抵抗、高利得の増幅器等を要し
ないという優れた利点がある。ゆえに小型電子計算機か
ら得られるデジタルデータをアナログ出力クに変換する
場合などに該計算機内またはデータ処理装置内等に組込
んで使用すればきわめて便利である1、
第1図は本発明に用いるD−A変換装置の基本−実施例
の全体を示す楯、路上面図である。 図においてS、−6dはソース領域、Phは出力端子、
G、−J3dは蓄積電極、30け合饅電棒、31〜34
は移送電極+ Ulけ第1ユニツIUzは第2ユント
、 は最終重み伺は合シュニン)、 41.42は入
力電極、 43.44はソース領域、 45.46は重
み付は電極、47は合神tlL極、48は出力用ゲート
電極、49i″i出力用拡散層、50はリセント用ゲー
ト電極+ DRはリセント用拡散層を示す。 図 面 第2図
の全体を示す楯、路上面図である。 図においてS、−6dはソース領域、Phは出力端子、
G、−J3dは蓄積電極、30け合饅電棒、31〜34
は移送電極+ Ulけ第1ユニツIUzは第2ユント
、 は最終重み伺は合シュニン)、 41.42は入
力電極、 43.44はソース領域、 45.46は重
み付は電極、47は合神tlL極、48は出力用ゲート
電極、49i″i出力用拡散層、50はリセント用ゲー
ト電極+ DRはリセント用拡散層を示す。 図 面 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (119換の対象となるテジタル佃七の印加により互い
に異方る所定釦の電荷を発生する′61数の電荷蓄Oi
領域を有する電狗発生部と、紐′巾、伺発生部で発生し
た電壱」を合鍵する電葡合算部と。 上記IK4νガを、所定のクイ三ジグを以って上記′亀
荷糸積都から上記電荷合舞都へ移送する移送ケート電槽
<七を共えた変換ユニットを枚数飴山し。 各変換ユニットを変換すべきデシタル48号の複数桁分
に対比、させるとともに、各変換ユニットの出力に対応
した電荷を上記桁対応に■み付けして合算する最終合算
ユニットを設け、該最終合弁、ユニットからアナロク出
力を得るようにしたことを特徴とする半導体D−A変換
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17181683A JPS5952577B2 (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 半導体d−a変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17181683A JPS5952577B2 (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 半導体d−a変換装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15010377A Division JPS5481763A (en) | 1977-12-12 | 1977-12-12 | Semiconductor d-a conversion unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981916A true JPS5981916A (ja) | 1984-05-11 |
| JPS5952577B2 JPS5952577B2 (ja) | 1984-12-20 |
Family
ID=15930262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17181683A Expired JPS5952577B2 (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 半導体d−a変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952577B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06237173A (ja) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | G D S:Kk | 電荷転送素子を用いた乗算装置またはda変換器 |
| JPH08330965A (ja) * | 1995-06-06 | 1996-12-13 | Lg Semicon Co Ltd | Ccdを用いたデイジタル/アナログ変換器 |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP17181683A patent/JPS5952577B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06237173A (ja) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | G D S:Kk | 電荷転送素子を用いた乗算装置またはda変換器 |
| JPH08330965A (ja) * | 1995-06-06 | 1996-12-13 | Lg Semicon Co Ltd | Ccdを用いたデイジタル/アナログ変換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5952577B2 (ja) | 1984-12-20 |
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