[发明专利]数模转换单元和电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路设计，特别是涉及一种数模转换单元和电路。

背景技术

随着数字时代的到来，视频技术正日益走向数字化，越来越多的显示装置可用于接收数字视频信号，在显示装置的系统芯片电路中包含有数模转换电路(DAC，Digital to Analog Converter)，用于将接收的数字视频信号转换成可供显示的模拟视频信号。

为了保证数模转换电路的高速度，通常会给数模转换电路提供恒定的电流，如专利号为US6741195的美国专利公开的一种数模转换电路，请参考图6，该数模转换电路100包括多个数模转换单元102、104、106、108，晶体管110以二极管方式连接，为各个数模转换单元提供参考电流源Iref。以数模转换单元102为例，经过镜像晶体管120的电流与参考电流源Iref成一定的比例，当输入IN为0时，经过镜像晶体管120的电流经输出晶体管124形成电流Iout1^*，电流Iout1为0；当输入IN为1时，经过镜像晶体管120的电流经输出晶体管122形成电流Iout1。数模转换单元102、104、106、108的输出电流Iout1^*、Iout2^*、Iout3^*、Iout4^*组合形成电流Iout^*，数模转换单元102、104、106、108的输出电流Iout1、Iout2、Iout3、Iout4组合形成模拟电流输出Iout。

上述电路中，无论数模转换单元是否需要输出电流(即输入IN为0或1时)，参考电流源Iref始终流入数模转换单元以保证数模转换单元工作在高速状态，这样数模转换单元始终处于耗电的状态。然而，随着深次微米技术的发展，对系统芯片电路的功耗限制也提出了更高的要求，因此上述电路就难以满足系统芯片低功耗的要求。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种低功耗的数模转换单元和电路。

为解决上述问题，本发明提供一种数模转换单元，包括镜像晶体管、第一输出晶体管、第二输出晶体管、开关控制元件和电压维持元件。其中，开关控制元件的输出端与所述镜像晶体管的栅极连接，控制所述镜像晶体管的开启或关闭；电压维持元件，用于在数模转换单元关闭时，维持镜像晶体管、第一输出晶体管、第二输出晶体管的直流电压值。

在本发明的实施例中，所述开关控制元件包括第一控制晶体管和第二控制晶体管，第一控制晶体管的漏极和第二控制晶体管的漏极连接形成所述开关控制元件的输出端，其中，

第一控制晶体管的栅极与第一控制信号连接，源极与模拟电压源输入连接；

第二控制晶体管的栅极与第二控制信号连接，源极与参考电压源连接，漏极与第一控制晶体管的漏极连接；

镜像晶体管的栅极与第一控制晶体管的漏极和第二控制晶体管的漏极连接，源极与模拟电压源输入连接；

第一输出晶体管的栅极与第一数字信号连接，源极与镜像晶体管的漏极连接；

第二输出晶体管的栅极与第二数字信号连接，源极与镜像晶体管的漏极和第一输出晶体管的源极连接。

所述第一数字信号和第二数字信号为互补的用于选择输出的信号，在第一数字信号开启第一输出晶体管前，第二控制信号关闭第二控制晶体管的时间先于第一控制信号开启第一控制晶体管的时间；在第二数字信号开启第二输出晶体管前，第一控制信号关闭第一控制晶体管的时间先于第二控制信号开启第二控制晶体管的时间。

在本发明的一个实施例中，所述电压维持元件为运算放大器，所述运算放大器的一个输入与第二输出晶体管的漏极连接，另一个输入与运算放大器的输出和第一输出晶体管的漏极连接。

在本发明另一个实施例中，所述电压维持元件为偏置晶体管，所述偏置晶体管的栅极与参考电压源连接，源极与模拟电压源输入连接、漏极与镜像晶体管的漏极连接，所述第一输出晶体管的漏极与模拟负电压源输入连接。

在本发明又一个实施例中，所述电压维持元件为第三输出晶体管，所述第三输出晶体管的源极与第一输出晶体管的漏极连接，栅极和漏极与模拟负电压源输入连接。

可选的，所述数模转换单元的镜像晶体管和第一、第二输出晶体管间还串接有补偿晶体管，所述补偿晶体管的栅极与偏置电压源连接，源极与镜像晶体管的漏极连接，漏极与第一、第二输出晶体管的源极连接。

本发明还提供一种数模转换电路，包括：

电压电流转换单元，用于提供参考电压源和参考电流源；