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一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號:7520200閱讀:805來源:國知局
專利名稱:一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的版圖布局結(jié)構(gòu),屬于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,數(shù)字信號處理得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但幾乎所有來自自然界中的物理信號都是模擬信號,例如圖像、語音、電磁波、溫度等等。數(shù)字信號處理芯片需要模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模擬信號接口。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將連續(xù)時間模擬信號轉(zhuǎn)換為離散時間數(shù)字信號的器件;而數(shù)模轉(zhuǎn)換器則將離散時間數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)時間模擬信號。它們的應(yīng)用幾乎遍歷所有的電子電器應(yīng)用領(lǐng)域,例如通信、儀器儀表、工業(yè)控制、醫(yī)療、交通、航天、國防、計算機和家用電器等等。在這些電子產(chǎn)品中,模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,以便于處理和存儲;而數(shù)字信號又經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號,以便于與自然界接口。數(shù)模轉(zhuǎn)換器按照有無過采樣,可分為奈奎斯特數(shù)模轉(zhuǎn)換器和過采樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 奈奎斯特數(shù)模轉(zhuǎn)換器又可分為電阻梯式、電容分荷式、電流舵式和混合式。其中電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器直接輸出電流,不需要額外的輸出級做電流電壓轉(zhuǎn)換,具有速度高、精度高的優(yōu)點,是目前速度最快的數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)架,廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)、測量儀器和醫(yī)療設(shè)備中。電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器根據(jù)編碼方式的不同,可分為二進(jìn)制編碼數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度計編碼數(shù)模轉(zhuǎn)換器、直接編碼數(shù)模轉(zhuǎn)換器和混合編碼數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。圖5為一個二進(jìn)制碼電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。輸入數(shù)字碼(^l bN》 通過控制雙向開關(guān)的狀態(tài)來改變各個二進(jìn)制權(quán)重電流源的流向,從而產(chǎn)生相應(yīng)的模擬輸出電壓。對這樣的結(jié)構(gòu)來說,各個二進(jìn)制權(quán)重電流源的比值對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能最為重要。在集成電路制造過程中如電流源陣列版圖中,工藝參數(shù)的偏差會導(dǎo)致各個尾電流源管電學(xué)特性的失配,進(jìn)而引起各個尾電流源的失配,從而給數(shù)模轉(zhuǎn)換器引入嚴(yán)重的非線性誤差。為了盡可能降低工藝參數(shù)偏差的影響,得到高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器,就必須在版圖設(shè)計時進(jìn)行必要的措施。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,提供一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),降低工藝參數(shù)失配,提高電流源之間的匹配。為解決上述技術(shù)問題,本實用新型提供一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),包含η位二進(jìn)制式電流源,每個電流源包含相同的標(biāo)準(zhǔn)單元,第η位的電流源包含2η-1個標(biāo)準(zhǔn)單元,其中,η的取值為不小于1的整數(shù),其特征是,版圖中心設(shè)置第1位電流源中的1個標(biāo)準(zhǔn)單元,第2位電流源中的2個標(biāo)準(zhǔn)單元對稱置于以第1位電流源中的1個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系橫軸或縱軸上,第3位電流源中的4個標(biāo)準(zhǔn)單元分別對稱置于以第2位電流源中的2個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系縱軸或橫軸上,第η位電流源中的2η-1個標(biāo)準(zhǔn)單元分別對稱置于以第η-1位電流源中的2η_2個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系縱軸或橫軸上,所述第η-1位電流源中的標(biāo)準(zhǔn)單元布置的坐標(biāo)系軸向與第η位電流源中的標(biāo)準(zhǔn)單元布置的坐標(biāo)系軸向垂直。所述第η位的電流源中的2η-1個標(biāo)準(zhǔn)單元并列連接。所述版圖布局結(jié)構(gòu)成橫縱相等的陣列。所述版圖布局結(jié)構(gòu)的陣列中沒有標(biāo)準(zhǔn)單元的地方設(shè)置Dummy單元。所述版圖布局結(jié)構(gòu)的陣列外圍設(shè)置Dummy單元。所述電流源中的標(biāo)準(zhǔn)單元或為場效應(yīng)管,或為晶體管,或為電阻,或為電容。本實用新型所達(dá)到的有益效果充分利用對稱原則在版圖布局結(jié)構(gòu)上降低工藝參數(shù)失配,使一個器件工藝參數(shù)的變化同時發(fā)生在其他所有的器件上,從而提高器件之間的匹配性,減少數(shù)模轉(zhuǎn)換器的非線性誤差,提高其精度。

圖1是本發(fā)明的二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局電流源電路圖;圖2是圖1的版圖布局圖;圖3是本發(fā)明的另一種7位二進(jìn)制電流鏡陣列版圖布局電流源電路圖;圖4是圖3的版圖布局圖;圖5現(xiàn)有技術(shù)中的二進(jìn)制碼電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例1如圖1所示為發(fā)明的一種二進(jìn)制電流鏡陣列版圖布局尾電流源電路,為了提高匹配性,每一個電流源都采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)單元組成,標(biāo)準(zhǔn)單元選擇場效應(yīng)管,即Itl管用1個場效應(yīng)管,2、管用2個場效應(yīng)管并聯(lián)、4、管用4個場效應(yīng)管并聯(lián)……依次類推,第5位的電流源中包含16個并聯(lián)的場效應(yīng)管。圖2為圖1的版圖布局圖。進(jìn)行版圖布局時,首先將、管(圖中均省略Itl,僅以數(shù)字表示)放在整個版圖的中央,再將兩個2、管放在Itl管的左右兩邊。根據(jù)二進(jìn)制電流源的特性,每一個管會對應(yīng)兩個管,因此在版圖布局時在每個管的上下兩側(cè)各放置一個4、管。之后根據(jù)同樣的原則,在每個Mci管左右各放置一個SItl管,在每個SItl管的上下各放置一個161。管……依次類推。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到,進(jìn)行版圖布局時,也可以首先將Itl管放在整個版圖的中央后,再將兩個管放在Itl管的上下兩側(cè),然后,在每個2、管的左右兩側(cè)各放置一個管,依次類推進(jìn)行版圖布局。實施例2如圖3所示,以一個7位二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器電流鏡陣列的版圖布局為例
4說明本發(fā)明的布局方式。每一個電流源都包含同樣的場效應(yīng)管,第η位的電流源中包含2"-1 個場效應(yīng)管,第個電流源中的場效應(yīng)管均并聯(lián)連接,即第1位Itl管用1個場效應(yīng)管、第2位 210管用2個場效應(yīng)管并聯(lián)、第3位4、管用4個場效應(yīng)管并聯(lián)……依次類推,第7位64、 管用64個單元管并聯(lián)。如圖4所示,對Itl管到641(1管(圖中均省略Itl,僅以數(shù)字表示)進(jìn)行版圖布局,布局時,首先將Itl管放在整個版圖的中央,再將兩個2、管放在Itl管的左右兩邊。根據(jù)二進(jìn)制電流源的特性,每一個2、管會對應(yīng)兩個4、管,因此在版圖布局時在每個2、管的上下兩側(cè)各放置一個管。之后根據(jù)同樣的原則,在每個管左右各放置一個SItl管,在每個 SI0管的上下各放置一個161。管,依次類推,在每個161。管左右各放置一個321。管,在每個 321。管的上下各放置一個64、管。為了使每個尾電流管單元具有相同的周邊環(huán)境,在陣列中沒有尾電流管的地方和整個陣列的外圍放置了 Dummy單元(圖中用D表示),使布局構(gòu)成橫縱相等的陣列,恰好布滿整個版圖。采用這樣的布局結(jié)構(gòu)可以保證每個尾電流管單元都相對Itl管中心對稱,從而完全消除生產(chǎn)過程中引入的工藝參數(shù)線性系統(tǒng)誤差。由于各尾電流管的標(biāo)準(zhǔn)單元都很均勻的分布在整個版圖上,因此工藝參數(shù)的隨機誤差也能夠得以有效的克服。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和變形,這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),包含η位二進(jìn)制式電流源,每個電流源包含相同的標(biāo)準(zhǔn)單元,第η位的電流源包含2"-1個標(biāo)準(zhǔn)單元,其中,η的取值為不小于1的整數(shù),其特征是,版圖中心設(shè)置第1位電流源中的1個標(biāo)準(zhǔn)單元,第2位電流源中的2個標(biāo)準(zhǔn)單元對稱置于以第1位電流源中的1個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系橫軸或縱軸上,第3位電流源中的4個標(biāo)準(zhǔn)單元分別對稱置于以第2位電流源中的2個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系縱軸或橫軸上,第η位電流源中的2114個標(biāo)準(zhǔn)單元分別對稱置于以第n-1位電流源中的2n_2個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系縱軸或橫軸上,所述第n-1位電流源中的標(biāo)準(zhǔn)單元布置的坐標(biāo)系軸向與第η位電流源中的標(biāo)準(zhǔn)單元布置的坐標(biāo)系軸向垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),其特征是,所述第η位的電流源中的2"-1個標(biāo)準(zhǔn)單元并列連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),其特征是,所述版圖布局結(jié)構(gòu)成橫縱相等的陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),其特征是,所述版圖布局結(jié)構(gòu)的陣列中沒有標(biāo)準(zhǔn)單元的地方設(shè)置Dummy單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),其特征是,所述版圖布局結(jié)構(gòu)的陣列外圍設(shè)置Dummy單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流鏡陣列版圖布局結(jié)構(gòu),其特征是,所述電流源中的標(biāo)準(zhǔn)單元或為場效應(yīng)管,或為晶體管,或為電阻,或為電容。
專利摘要本實用新型公開了一種二進(jìn)制電流舵式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的版圖布局結(jié)構(gòu),其特征是,版圖中心設(shè)置第1位電流源中的1個標(biāo)準(zhǔn)單元,而后,第2位電流源中的2個標(biāo)準(zhǔn)單元對稱置于以第1位電流源中的1個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系橫軸或縱軸上,第3位電流源中的4個標(biāo)準(zhǔn)單元分別對稱置于以第2位電流源中的2個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系縱軸或橫軸上,第n位電流源中的2n-1個標(biāo)準(zhǔn)單元分別對稱置于以第n-1位電流源中的2n-2個標(biāo)準(zhǔn)單元為中心的坐標(biāo)系縱軸或橫軸上。本實用新型充分利用對稱原則在版圖布局結(jié)構(gòu)上降低工藝參數(shù)失配,提高器件之間的匹配性,減少數(shù)模轉(zhuǎn)換器的非線性誤差,提高其精度。
文檔編號H03M1/66GK201966893SQ201020691259
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者嚴(yán)偉, 李云初, 詹三一, 趙士燕 申請人:蘇州云芯微電子科技有限公司
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