專利名稱：開(kāi)關(guān)電容式數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說(shuō)來(lái)涉及數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器，具體地說(shuō)，涉及一種開(kāi)關(guān)電容式數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。
象液晶顯示器(LCD)之類的顯示裝置是由例如水平成行、垂直成列的排列成矩陣或陣列的顯示器件組成的。待顯示的視頻信息以例如存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的串行數(shù)據(jù)字的形式提供給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)字產(chǎn)生模擬亮度(灰度)信號(hào)耦合到分別與各列象素有關(guān)的數(shù)據(jù)線上。
非晶硅可以在低溫下制備，因而歷來(lái)是制造液晶顯示器的較好工藝材料。這里，制備溫度低這一點(diǎn)很重要，因?yàn)檫@樣就可以采用一般易物色到的廉價(jià)基片材料。但是，在集成外圍象素驅(qū)動(dòng)器中采用非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)造成設(shè)計(jì)上的困難，因?yàn)檫@種晶體管載流子的遷移率低，而且只能利用N型金屬氧化物半導(dǎo)體(N-MOS)增強(qiáng)型晶體管。
以kapral名義申請(qǐng)的題為“電荷再分布型可集成化數(shù)/模轉(zhuǎn)換器”的美國(guó)專利4,451,820號(hào)介紹了一種帶電荷再分布型開(kāi)關(guān)電容器的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。其中一個(gè)實(shí)例中的每個(gè)電容器的電容值是相同的。電容值相同的電容器具有彼此相互追隨保持等值的傾向，因此有這樣的好處，即減小了任何電容值因老化、容限和環(huán)境變化引起的變化對(duì)精確度產(chǎn)生的不希望有的影響。
總希望制造出采周周期時(shí)間快得足以滿足LCD要求的等值電容器的帶a-Si TFT的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。舉例說(shuō)，總希望對(duì)8位串行數(shù)據(jù)字的轉(zhuǎn)換能達(dá)到16微秒轉(zhuǎn)換周期時(shí)間。
本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其輸入數(shù)據(jù)字源具有多個(gè)表示不同權(quán)重的二進(jìn)制位；其多個(gè)等電容值電容包括第一電容器，這些電容器與一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)耦合；開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)對(duì)多個(gè)二進(jìn)制位起反應(yīng)，其作用是在給定階段的第一時(shí)段期間激起多個(gè)電容器與多個(gè)階段的該給定階段相關(guān)的相應(yīng)電容中的電荷，在給定階段的第二時(shí)段期間根據(jù)相應(yīng)的二進(jìn)制位在電荷已激起的有關(guān)電容器中產(chǎn)生電荷，在給定階段的第三時(shí)段期間將有關(guān)的電容器耦合到第一電容器，以便在第一電容器中將第一電容器的電荷與在第二時(shí)段期間在有關(guān)的電容器中產(chǎn)生的電荷結(jié)合起來(lái)。第二時(shí)段的長(zhǎng)度與第一和第三時(shí)段之一的長(zhǎng)度不等。


圖1A和圖1B示出了本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電容式數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。
圖2A-2E示出了用以說(shuō)明圖1A和圖1B的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器工作過(guò)程的時(shí)序圖。
圖3A-3N示出了用以說(shuō)明圖1A和圖1B的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器工作過(guò)程的另一些波形。
圖1A和圖1B示出了本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100，用以根據(jù)相應(yīng)的8位串行字W產(chǎn)生相應(yīng)的模擬亮度電壓OUT。圖1A數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100的晶體管開(kāi)關(guān)都是N型非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)，適用于在LCD矩陣(圖中未示出)的同一電路板上形成的顯示驅(qū)動(dòng)器。LCD矩陣的各象素排列成例如1440列和1024行。因此，LCD矩陣有1440條列線分別由1440個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100提供圖象信息。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖1A中只示出了其中一個(gè)這樣的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100。在例如16微秒的給定行選擇時(shí)段期間，圖象信息在給定行中提供。
圖2A-2E和圖3A-3N示出了供說(shuō)明圖1A數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100工作過(guò)程的時(shí)序圖。圖1A、1B、2A-2E和3A-3N中類似的符號(hào)和編號(hào)表示類似的元件或功能。
圖1A的輸入端IN是1440個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100中20個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100組成的各組共用的輸入端。在20個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器組成的各組轉(zhuǎn)換器中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100的字W的8個(gè)二進(jìn)制位LSB、LSB+1、LSB+2、LSB+3、MSB-3、MSB-2、MSB-1和MSB依次按權(quán)重或有效位的順序排列，依次加到圖1A的數(shù)據(jù)輸入端IN。字W的8個(gè)二進(jìn)制位是在相應(yīng)100毫微秒時(shí)隙TS1期間分別加上去的。字W的二進(jìn)制位LSB、LSB+1、LSB+2、LSB+3、MSB-3、MSB-2、MSB-1和MSB相應(yīng)的8個(gè)時(shí)隙分別是在圖2E的時(shí)段TLSB、TLSB+1、TLSB+2、TLSB+3、TMSB-3、TMSB-2、TMSB-1和TMSB中出現(xiàn)的。各時(shí)段TLSB、TLSB+1、TLSB+2、TLSB+3、TMSB-3、TMSB-2、TMSB-1和TMSB中有20個(gè)連續(xù)的時(shí)隙TS1-TS20用以在各個(gè)這樣的時(shí)段中分別將20個(gè)同權(quán)重的二進(jìn)制位加到20個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100上。圖2A中示出了時(shí)隙TS1，圖2B中示出了時(shí)隙TS2。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，其它的時(shí)隙沒(méi)有示出。圖2A-2E和圖3A-3K的時(shí)段TLSB、TLSB+1、TLSB+2、TLSB+3、TMSB-3、TMSB-2、TMSB-1和TMSB順次出現(xiàn)，各時(shí)段長(zhǎng)為2微秒。
20個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100組成的轉(zhuǎn)換器組的各數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100在圖1A中的多路分配器將輸入晶體管開(kāi)關(guān)MN1耦合到端子IN上。在各數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100中，在晶體管開(kāi)關(guān)MN1的柵極上產(chǎn)生圖1A的相應(yīng)控制信號(hào)DWi，其中i選自1-20。因此，字W相應(yīng)的二進(jìn)制位是在圖2E相應(yīng)的時(shí)隙TS1期間經(jīng)晶體管開(kāi)關(guān)MN1耦合到端子101上的。
圖1A的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100(例如，信號(hào)DW1)有四個(gè)級(jí)A、B、C、D，各級(jí)基本上相同，只是它們的時(shí)序彼此交錯(cuò)，這稍后即將說(shuō)明。四級(jí)A、B、C、D形成并聯(lián)支路，以便進(jìn)行流水線操作。A、B、C、D四級(jí)分別包括晶體管開(kāi)關(guān)MN11、晶體管開(kāi)關(guān)MN12、晶體管開(kāi)關(guān)MN13和晶體管開(kāi)關(guān)MN14，四個(gè)晶體管開(kāi)關(guān)形成4∶1的多路分配器102。晶體管開(kāi)關(guān)MN11、MN12、MN13和MN14耦合到端子101。各級(jí)A、B、C、D按第一和第二子周期中的給定的轉(zhuǎn)換周期工作。
在A級(jí)的第一子周期中，由圖3C的控制信號(hào)MN11a控制的晶體管開(kāi)關(guān)MN11在圖2A的時(shí)段TLSB的相應(yīng)時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位LSB從圖1A的端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN31的柵極。于是，原先存儲(chǔ)在圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN31的柵極電容CGA上的電荷(這稍后即將說(shuō)明)在二進(jìn)制位LSB處于高電平時(shí)仍然存儲(chǔ)在那里，因而晶體管開(kāi)管MN31在圖2A的時(shí)段TLSB+1和TLSB+2期間仍然導(dǎo)通。圖2E的二進(jìn)制位LSB處于低電位時(shí)，對(duì)于圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN31，上述原先存儲(chǔ)在電容CGA中的電荷如稍后即將說(shuō)明的那樣放電，從而使晶體管開(kāi)關(guān)MN31在圖2A的時(shí)段TLSB+1和TLSB+2期間不導(dǎo)通。
圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN31與電容器C1串聯(lián)耦合。電容器C1在圖2A的時(shí)段TLSB+1之前處于放電狀態(tài)，這稍后即將說(shuō)明。在時(shí)段TLSB+1和TLSB+2期間，圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN41按圖3G的控制信號(hào)MN41a導(dǎo)通，將圖3I的5伏電壓V21耦合到圖1A的電容器C1上。若晶體管開(kāi)關(guān)MN31因二進(jìn)制位LSB處于高電平而導(dǎo)通，則圖1A的電容器C1在圖2A的時(shí)段TLSB+1和TLSB+2期間充電，在其中產(chǎn)生5伏的電壓VC1。若晶體管開(kāi)關(guān)MN31因二進(jìn)制位LSB處于低電平而不導(dǎo)通，則圖1A的電容器C1不儲(chǔ)存電荷。
在圖2A的時(shí)段TLSB+3期間，圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN21按圖3C的控制信號(hào)MN21a而導(dǎo)通，使圖1A的電容CGA預(yù)先充電。晶體管MN31的柵極上產(chǎn)生5伏電壓，從而使晶體管開(kāi)關(guān)MN31在時(shí)段FHTLSB+3期間導(dǎo)通。時(shí)段FHTLSB+3出現(xiàn)在圖2A的時(shí)段TLSB+3的前半段。在時(shí)段FHTLSB+3期間，圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN41截止，由圖3K的控制信號(hào)MN51a控制的晶體管開(kāi)關(guān)MN52導(dǎo)通，從而使圖1A的電容器C1與公用求和電容器C5并聯(lián)耦合。在圖2A的時(shí)段TLSB+3后半段的時(shí)段SHTLSB+3期間，圖1A的電容器C1放電。圖1A的電容器C1因晶體管開(kāi)關(guān)MN41導(dǎo)通而放電。導(dǎo)通的晶體管開(kāi)關(guān)41將0伏的電壓V21耦合到電容器C1，給A級(jí)的第二子周期作好準(zhǔn)備。
按照本發(fā)明的特點(diǎn)，分派給電容器C1放電的時(shí)段SHTLSB+3的長(zhǎng)度基本上要小于分派給電容器C1充電的時(shí)段TLSB+1和TLSB+2的長(zhǎng)度之和。在時(shí)段SHTLSB+3期間，晶體管MN41以共源極方式工作，而在TLSB+1和TLSB+2期間，晶體管MN41是以源極跟隨器方式工作的。由于晶體管MN41在共源極方式下的導(dǎo)電能力實(shí)際上高于源極跟隨器方式下的導(dǎo)電能力，因而電容器C1的放電時(shí)段SHTLSB+3要比充電時(shí)段TLSB+1和TLSB+2兩者長(zhǎng)度之和短。按不同長(zhǎng)度分派電容器C1的充電/放電時(shí)段有便于縮短數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100周期時(shí)間長(zhǎng)度的好處。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，電容器C1通過(guò)同一晶體管MN41充電和放電，這就減少了耦合到電容器C1的晶體管，從而縮小了電容器C1電容值和與其并聯(lián)耦合的晶體管有關(guān)的寄生電容電容值之和的容差范圍。
在圖2A的時(shí)段TMSB-3的相應(yīng)時(shí)隙TS1期間，二進(jìn)制位MSB-3從圖1A的端子101在階段A的第二子周期耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN31的柵極。在階段A進(jìn)行類似的工作過(guò)程，且是按圖2A所示的以與第一子周期相同次序進(jìn)行的。這樣，在時(shí)段TMSB-2和TMSB-1期間，圖1A的電容器C1在5伏的電壓V21下充電，或仍然按二進(jìn)制位MSB-3放電。同樣，在時(shí)段TMSB期間，電容CGA處于預(yù)充電狀態(tài)。在圖2A的與時(shí)段FHTLSB+3類似的時(shí)段FHTMSB期間，電容器C1與圖1A的電容器C5并聯(lián)耦合。在與時(shí)段SHTLSB+3類似的時(shí)段SHTMSB期間，電容器C1在0伏電壓V21下放電，給接著而來(lái)的第一子周期作好準(zhǔn)備。
同樣，B級(jí)包括晶體管開(kāi)關(guān)MN22、晶體管開(kāi)關(guān)MN32、晶體管開(kāi)關(guān)MN42、晶體管開(kāi)關(guān)MN52、柵電容CGB和電容器C2，這些元件履行的工作分別與A級(jí)中的晶體管開(kāi)關(guān)MN21、MN31、MN41和MN51、柵電容CGA和電容器C1類似。圖3D的控制信號(hào)MN12a、圖3F的控制信號(hào)MN22a、圖3H的控制信號(hào)MN42a、圖3L的控制信號(hào)MN52a和圖3J的電壓V22在圖1A的B極中履行的功能分別與A級(jí)中的控制信號(hào)MN11a、MN21a、MN41a、MN51a和電壓V21類似。
同樣，C極包括晶體管開(kāi)關(guān)MN23、晶體管開(kāi)關(guān)MN33、晶體管開(kāi)關(guān)MN43、晶體管開(kāi)關(guān)MN53、柵電容CGC和電容器C3，這些元件進(jìn)行的工作分別與A級(jí)中的晶體管開(kāi)關(guān)MN21、MN31、MN41和MN51、柵電容CGA和電容器C1類似。同樣，控制信號(hào)MN13a、控制信號(hào)MN32a、控制信號(hào)MN43a、控制信號(hào)MN53a和電壓V23在C級(jí)中履行的功能分別與A級(jí)中的控制信號(hào)MN11a、MN21a、MN41a、MN51a和電壓V23類似。
同樣，D級(jí)包括晶體管開(kāi)關(guān)MN24、晶體管開(kāi)關(guān)MN34、晶體管開(kāi)關(guān)MN44、晶體管開(kāi)關(guān)MN54、柵電容CGD和電容器C4，這些元件進(jìn)行的工作分別與A級(jí)中的晶體管開(kāi)關(guān)MN21、MN31、MN41和MN51、柵電容CGA和電容器C1類似。同樣，控制信號(hào)MN14a、控制信號(hào)MN24a、控制信號(hào)MN44a、控制信號(hào)MN54a和電壓V24在D級(jí)中履行的功能分別與A級(jí)中的控制信號(hào)MN11a、MN21a、MN41a、MN51a和電壓V21類似。在B、C和D級(jí)的每級(jí)中，轉(zhuǎn)換周期都包括第一和第二子周期，如同在A級(jí)中的情況一樣。
在B級(jí)的第一子周期中，晶體管開(kāi)關(guān)MN12在圖2B的時(shí)段TLSB+1的相應(yīng)時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位LSB+1從端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN32的柵極上。在B級(jí)的第二子周期中，晶體管開(kāi)關(guān)MN12在圖2B的時(shí)段TMSB-2相應(yīng)時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位MSB-2從端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN32的柵極上。圖1A的B級(jí)中進(jìn)行的操作與A級(jí)中的類似，而且其次序也與A級(jí)中的一樣，如圖2B中所示，只是時(shí)延2微秒。
同樣，在C級(jí)的第一子周期中，晶體管開(kāi)關(guān)MN13在圖2C的時(shí)段TLSB+2相應(yīng)的時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位LSB+2從端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN33的柵極上。在C級(jí)的第二子周期中，晶體管開(kāi)關(guān)MN13在圖2C的時(shí)段TMSB-1的相應(yīng)時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位MSB-1從端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN33的柵極。圖1A的C級(jí)中進(jìn)行的操作與B級(jí)中的類似，而且其次序也與B級(jí)中的一樣，如圖2C中所示，只是另有一2微秒的時(shí)延。
同樣，在圖1A的D階段的第一子周期中，晶體管開(kāi)關(guān)MN14在圖2D的時(shí)段TLSB+3的相應(yīng)時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位LSB+3從端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN34的柵極上。在圖1A的D級(jí)的第二子周期中，晶體管開(kāi)關(guān)MN14在圖2D的時(shí)段TMSB的相應(yīng)時(shí)隙TS1期間將二進(jìn)制位MSB從端子101耦合到晶體管開(kāi)關(guān)MN34的柵極上。圖1A的D級(jí)中進(jìn)行的操作與C級(jí)中的類似，其次序也與C級(jí)中的一樣，如圖2D中所示，只是再有另外2微秒的時(shí)延。
上面說(shuō)過(guò)，各晶體管MN31、MN32、MN33和MN34的柵電容CGA、CGB、CGC、CGD是在轉(zhuǎn)換周期期間分別預(yù)充電的。各柵電容CGA、CGB、CGC和CGD在相應(yīng)晶體管開(kāi)關(guān)MN11、MN12、MN13或MN14導(dǎo)通時(shí)段緊靠前的2微秒時(shí)段期間被預(yù)充電，以產(chǎn)生+5伏的柵電壓。因此，有這樣的好處，即當(dāng)分別耦合到相應(yīng)晶體管開(kāi)關(guān)MN31、MN32、MN33 MN34的字W的二進(jìn)制位處于高電平時(shí)，晶體管開(kāi)關(guān)MN11、MN12、MN13或MN14無(wú)須提供充電電流源。當(dāng)字W的二進(jìn)制位處于低電平時(shí)，相應(yīng)的晶體管開(kāi)關(guān)MN11、MN12、MN13或MN14須要吸收電流，這是比提供電流更快的操作。這有縮短各晶體管開(kāi)關(guān)MN31、MN32、MN33和MN34各自的柵極上過(guò)渡時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。
在圖2D的時(shí)段SHTLSB+2期間，求和電容器C5中的電壓VC5被初始化為0伏。電容器C5的放電是通過(guò)圖1A的由圖3M的控制信號(hào)MN2a控制的晶體管開(kāi)關(guān)MN2進(jìn)行的。其它所有時(shí)間，在轉(zhuǎn)換周期期間，圖1A的晶體管開(kāi)關(guān)MN2截止。這樣，如前面說(shuō)過(guò)的那樣，電容器C5在A級(jí)中第一子周期的圖2a的時(shí)段FHTLSB+3之前處于放電狀態(tài)。
在圖2A的時(shí)段FHTLSB+3期間，任何儲(chǔ)存在圖1A的電容器C1中的電荷按二進(jìn)制位LSB重新在電容器C1和C5之間分配。若最低有效位LSB處于高電平，儲(chǔ)存在電容器C1中的電荷就在圖2A的時(shí)段FHTLSB+3期間在電容器C1和C5中重新分配。因此，電容器C5中產(chǎn)生的電壓VC5等于電容器C1中相應(yīng)電壓的一半。若最低有效位LSB處于低電平，如上面說(shuō)過(guò)的那樣，圖1A的電容器C5仍然處于放電狀態(tài)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，為電荷在電容器C1和C5中重新分配而設(shè)置的時(shí)段FHTLSB+3的長(zhǎng)度小于分派給電容器C1充電的時(shí)段TLSB+1和TLSB+2的長(zhǎng)度之和。在時(shí)段FHTLSB+3期間，電容器C1的電壓VC1的變化小于或等于V21或2.5伏的一半，而在時(shí)段TLSB+1和TLSB+2期間，電壓VC1的變化大于或等于5伏。這樣，電荷重新分配所需要的時(shí)間比電容器C1充電所需要的時(shí)間短。其優(yōu)點(diǎn)是，為電容器C1的電荷重新分配和電容器C1充電到5伏分派不同的時(shí)段長(zhǎng)度便于縮短數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100的周期時(shí)間的長(zhǎng)度。
在圖2B的時(shí)段FHTMSB-3期間，任何按二進(jìn)制位LSB+1的電平存入電容器C2的電荷重新分配在圖1A的電容器C2和C5中，從而使電容器C5中在圖2B的時(shí)段FHTMSB-3期間產(chǎn)生的電荷等于電容器C5和電容器C2在圖2A的時(shí)段TLSB+3終了時(shí)的電荷之和的一半。因此，在圖2B的時(shí)段FHTMSB-3期間產(chǎn)生的電壓VC5等于在圖2A的時(shí)段TLSB+3終了時(shí)出現(xiàn)的電壓VC5和電壓VC2之和的一半。
同樣，在圖2C、2D、2A、2B、2C和2D各自的時(shí)段FHTMSB-2、FHTMSB-1、FHTMSB、FHTLSB、FHTLSB+1和FHTLSB+2期間，圖1A的各電容器C3、C4、C1、C2、C3和C4如上面說(shuō)過(guò)的那樣與公用求和電容器C5并聯(lián)耦合。按各二進(jìn)制位LSB+2、LSB+3、LSB-3、MSB-2、MSB-1和MSB各自的電平，任何儲(chǔ)存在各電容器C3、C4、C1、C2、C3和C4中的電荷按如上面說(shuō)過(guò)的方式重新分配在該電容器和電容器C5中，從而使在各電荷重新分配的時(shí)段期間，儲(chǔ)存在電容器C1、C2、C3或C4的電荷和儲(chǔ)存在求和電容器C5的電荷之和被一分為二。這樣，在圖2D的時(shí)段FHTLSB+2期間，在轉(zhuǎn)換周期終了時(shí)，圖1A的電壓VC5等于等效于字W的模擬值。
數(shù)/模轉(zhuǎn)換器160的二進(jìn)制位的分辨率等于電荷轉(zhuǎn)移到電容器C5的數(shù)目。在上述實(shí)例中，分辨率為8位。由圖3N的控制信號(hào)MN3a控制的晶體管開(kāi)關(guān)MN3連接圖1A的電壓VC5，以產(chǎn)生輸出電壓OUT。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器100的電壓OUT在圖2D的時(shí)段FHTLSB+2期間，按周知的方式通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸線驅(qū)動(dòng)器(圖上未示出)加到一個(gè)LCD矩陣的相應(yīng)列線路上。
圖1A的電容器C1、C2、C3、C4和C5的電容值最好相同，例如都是1微微法。這些電容參數(shù)具有彼此相互追隨保持等值的傾向，因此有減小電容因老化、容限和環(huán)境而變化所引起的對(duì)精確度不希望有的任何影響的優(yōu)點(diǎn)，這樣，也就有減少因電容器充放電而產(chǎn)生與數(shù)據(jù)有關(guān)的誤差的優(yōu)點(diǎn)。
圖1A的控制信號(hào)DW1-DW20、MN21a-MN24a、MN41a-MN44a、MN51a-MN54a、MN2a、MN3a和電壓V21-V24在圖1B的通常的定序器400中產(chǎn)生。數(shù)/模轉(zhuǎn)換周期時(shí)間等于圖2E 8個(gè)時(shí)段TLSB、TLSB+1、TLSB+2、TLSB+3、TMSB-3、TMSB-2、TMSB-1和TMSB之和或16微秒。這里，使數(shù)/模轉(zhuǎn)換周期時(shí)間等于LCD矩陣的上述16微秒行選擇時(shí)段。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，包括一個(gè)具有多個(gè)表示不同權(quán)重的二進(jìn)制位(LSB-MSB)的輸入數(shù)據(jù)字(W)源(IN)；多個(gè)電容器(C1，C2，C3，C4，C5)，其電容值都相等，其中包括第一電容器(C5)；和一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)(MN31-MN34，MN41-MN44，MN51-MN54)，與所述各電容器耦合，且對(duì)所述多個(gè)二進(jìn)制位起反應(yīng)，用以在一給定階段的第一時(shí)段(圖2a的SHTLSB+3)期間在所述多個(gè)電容器的與多個(gè)階段的所述給定階段有關(guān)的相應(yīng)電容器(C1)中激起電荷，所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)在所述給定階段的第二時(shí)段(TMSB-2，TMSB-1)期間按相應(yīng)的二進(jìn)制位(MSB-3)在所述已激起電荷的有關(guān)電容器中產(chǎn)生電荷，所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)在所述給定階段的第三時(shí)段(FHTMSB)期間將所述有關(guān)電容器耦合到所述第一電容器，以便在所述第一電容器中將其電荷與在所述第二時(shí)段期間在所述有關(guān)電容器中產(chǎn)生的電荷結(jié)合起來(lái)，其特征在于，所述第二時(shí)段的長(zhǎng)度(4微秒)與所述第一和第三時(shí)段之一的長(zhǎng)度不等。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第二時(shí)段(TMSB-2，TMSB-1)的所述長(zhǎng)度(4微秒)不等于所述第一時(shí)段(SHTLSB+3)和第三時(shí)段(FHTMSB)每個(gè)時(shí)段的所述長(zhǎng)度(1微秒)。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一時(shí)段(SHTLSB+3)和第三時(shí)段(FHTMSB)之一的所述長(zhǎng)度(1微秒)，比所述第二時(shí)段(TMSB-2，TMSB-1)短到能縮短所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的周期時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述有關(guān)電容器(C1)在所述第三時(shí)段(FHTMSB)期間與所述第一電容器(C5)并聯(lián)耦合。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，前一階段(FHTMSB-1)在所述第一電容器(C5)中產(chǎn)生的電荷在所述給定階段(FHTMSB)與所述有關(guān)電容器的所述電荷結(jié)合。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述多個(gè)電容器(C1-C5)包括與第二階段有關(guān)的第二電容器(C2)，且所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)(MN31-MN34，MN41-MN44，MN51-MN54)在所述第二電容器中按第二二進(jìn)制位(MSB-2)產(chǎn)生電荷，并在所述第二階段中將所述第二電容器耦合到所述第一電容器(C5)上，以便在所述第一電容器中將在第一電容器中在所述給定階段結(jié)合的電荷與在所述第二電容器中的所述電荷結(jié)合起來(lái)，從而進(jìn)行流水線操作。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述二進(jìn)制位(LSB-MSB)依次耦合到所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)(MN31-MN34，MN41-MN44，MN51-MN54)上。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其特征在于，一個(gè)第一開(kāi)關(guān)(MN41)耦合到一電壓源(0伏/5伏)上，并耦合到所述有關(guān)電容器(C1)上，以便在所述有關(guān)電容器中產(chǎn)生預(yù)定的電壓，且一個(gè)第二開(kāi)關(guān)(MN51)將所述有關(guān)電容器與所述第一電容器(C5)并聯(lián)耦合。
9.一種數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，包括一個(gè)具有多個(gè)表示不同權(quán)重的二進(jìn)制位(LSB-MSB)的輸入數(shù)據(jù)字(W)源(IN)；多個(gè)電容器(C1，C2，C3，C4，C5)，其電容值都相等，其中包括第一電容器(C5)；和一個(gè)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)(MN31-MN34，MN41-MN44，MN51-MN54)，與所述各電容器耦合，且對(duì)所述多個(gè)二進(jìn)制位起反應(yīng)，用以在所述多個(gè)電容器與多個(gè)階段的一給定階段有關(guān)的相應(yīng)電容器(C1)中在所述給定階段的第一時(shí)段(TMSB-2，TMSB-1)期間激起電荷，并用以在所述有關(guān)電容器中在所述給定階段的第二時(shí)段期間按相應(yīng)的二進(jìn)制位(MSB-3)產(chǎn)生電荷，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)有一公用晶體管開(kāi)關(guān)(MN41)，該開(kāi)關(guān)在所述第一和第二時(shí)段的每一時(shí)段期間耦合在所述有關(guān)電容器的電流通路中，所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)將所述有關(guān)電容器耦合到所述第一電容器上，以便在所述第一電容器中將所述第一電容器的電荷與所述有關(guān)電容器中產(chǎn)生的所述電荷結(jié)合起來(lái)。
全文摘要
開(kāi)關(guān)電容式數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其n個(gè)字位分別加到n個(gè)并聯(lián)支路上。在某支路(A)中，相應(yīng)二進(jìn)制位(MSB-3)加到相應(yīng)開(kāi)關(guān)(MN31)與相應(yīng)開(kāi)關(guān)電容器(C1)的控制端(GATE)。按位邏輯電平，將電容器充電到基準(zhǔn)電壓(5伏)或保持放電狀態(tài)。該支路電容器由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(MN51)并聯(lián)到求和電容器(C5)以再分配電荷。兩電容器值相等。給開(kāi)關(guān)電容器放電(SHTLSB+3)或給電荷再分配(FHTMSB)的時(shí)間短于充電(TMSB-2，TMSB-1)時(shí)間。充放電通過(guò)公用晶體管(MN41)進(jìn)行。
文檔編號(hào)H03M1/74GK1165439SQ9710452
公開(kāi)日1997年11月19日 申請(qǐng)日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月19日
發(fā)明者S·韋斯布洛德 申請(qǐng)人:湯姆森多媒體公司