[发明专利]一种基于电流舵和R-2R电阻混合型的DAC

权利要求书

1.一种基于电流舵和R-2R电阻混合型的DAC，包括模拟电路和数字电路，其中MSB段采用电流舵型DAC，LSB段采用R-2R梯形电阻型DAC，其特征在于：

所述模拟电路包括带隙基准、V-I转换电路、运算放大器、电流镜、电流源阵列和R-2R梯形电阻阵列；模拟电路完成基准电压，并实现电压到电流转换，最终提供稳定的输出参考电流，供给电流源电路使用；

带隙基准产生一个与温度无关的稳定输出电压V_ref，并将V_ref提供给V-I转换电路将V_ref转换成基准电流I_ref，基准电流I_ref通过电流镜转换为电流源阵列的输入；电流源阵列将输入的基准电流I_ref转换成：7个32I_ref以对应于3-7温度译码器的224个单位电流源，和31个I_ref以对应于5-31温度译码器的31个单位电流源，共计255个单位电流源；

带隙基准输出的V_ref分成两路，一路作为V-I转换电路的输入，另一路作为R-2R梯形电阻的输入；V-I转换电路的输出I_ref分成两路，一路接入第一放大器AMP1的负端，第一放大器AMP1的输出接入电流源阵列，一路接入R-2R梯形电阻阵列；

R-2R梯形电阻阵列由3个电阻R和5个电阻2R构成，将电压V_ref转换成I_ref/2、I_ref/4、I_ref/8、I_ref/16，其中I_ref＝V_ref/R；3个电阻R串联后，其一端接电压V_ref，另一端接接地电阻2R；另有4个电阻2R分别以其一端接3个电阻R，另一端接下方差分开关阵列的输入端，3个电阻R和4个电阻2R构成R-2R梯形电阻阵列；差分开关阵列一端输出接第二放大器AMP2，另一端输出接地；

运算放大器将电流源阵列和R-2R梯形电阻阵列的输出通过输出电阻R_f转换成输出电压V_out；

所述数字电路包括温度译码器、锁存器1、锁存器2和差分开关阵列，数字电路完成数字码的接收，同时控制开关电路的导通或闭合，实现模拟电流输出；外部输入的12位并行数据分为高3位、中高5位和低4位；

温度译码器有两个，一个为3-7温度译码器，一个为5-31温度译码器；3-7温度译码器编码接收高3位的并行数据，并编码输出T₃₁-T₃₇到锁存器2的输入；5-31温度译码器接收中高5位的并行数据，并编码输出T₃₀-T₀到锁存器2的输入；

锁存器1接收低4位的并行数据，将其延时使得3-7温度译码器和5-31温度译码器的时间同步，再输出到锁存器2；

锁存器2将3-7温度译码器、5-31温度译码器和锁存器1输入的同步编码，再次同步输出到差分开关阵列；

差分开关阵列根据锁存器2的输出控制各支路电流的流向，输出电流通过电阻R_f转换成对应的输出电压V_out，以确保开关切换时不会有较大输出电压毛刺。

2.如权利要求1所述基于电流舵和R-2R电阻混合型的DAC，其特征在于：

所述V-I转换电路、运算放大器、电流镜和电流源阵列具体结构为：

第一放大器AMP1的负端接参考电压V_ref，正端接电阻R0和第一PMOS管MP1的漏极，输出端接第一PMOS管MP1的栅极和第二PMOS管MP2的栅极；第一PMOS管MP1的源极接第二PMOS管MP2的源极和电源电压，第二PMOS管MP2的漏极接第一NMOS管MN1的漏极和栅极、第二NMOS管MN2的栅极；第一NMOS管MN1的源极接第二NMOS管MN2的源极和地；第二NMOS管MN2的漏极接第四PMOS管MP4的漏极和第三PMOS管MP3的栅极；第三PMOS管MP3的栅极接第五PMOS管MP5的栅极和第七PMOS管MP7的栅极和第九PMOS管MP9的栅极和第十一PMOS管MP11的栅极和第十三PMOS管MP13的栅极，源极接第五PMOS管MP5的源极和第七PMOS管MP7的源极和第九PMOS管MP9的源极和第十一PMOS管MP11的源极和第十三PMOS管MP13的源极，漏极接第四PMOS管MP4的源极；第四PMOS管MP4的栅极接第六PMOS管PM6的栅极和第八PMOS管PM8的栅极和第十PMOS管PM10的栅极和第十二PMOS管MP12的栅极和第十四PMOS的MP14的栅极；第六PMOS管MP6的源极接第五PMOS管MP5的漏极，漏极接开关阵列的一端；第八PMOS管MP8的源极接第七PMOS管MP7的漏极，漏极接开关阵列的一端；第十PMOS管MP10的源极接第九PMOS管MP9的漏极，漏极接开关阵列的一端；第十二PMOS管MP12的源极接第十一PMOS管MP11的漏极，漏极接开关阵列的一端；第十四PMOS管MP14的源极接第十三PMOS管MP13的漏极，漏极接开关阵列的一端；差分开关阵列的一端输出接第二放大器AMP2的负极，另一端输出接地；第二放大器AMP2的负极接电阻Rf,正极接地，输出为Vout；R0的电阻值和R相等。