[发明专利]改善电容器矩阵匹配的电容器矩阵布置

说明书

本发明涉及电容器矩阵，特别是涉及改善电容器矩阵匹配的电容器矩阵布置方法。

逐次逼近模拟-数字(A/D)变换器使用二进制加权电容器矩阵。对于对半检索算法，这些电容器的理想尺寸必须具有以下比值：最小的电容器具有单个单位电容，次之为两个单位电容，四个单位电容，八个单位电容，直至2^n-1个单位电容(n是A/D变换器的比特分解度)。这样对具512单位电容的最大电容器的10比特A/D变换器，则需要1024单位的电容。为了保证一比特精度，最大电容器必须在整个矩阵的(100×1/2ⁿ)％范围之内。另外，遗漏码和系统非线性将会出现。

布置电容器矩阵时必须小心谨慎。电容器矩阵必须以避免加工偏差的方式来布置。通常的方式是把电容器矩阵布置为一组基于电容器尺寸增加其半径的同心电容器(参见图3A)。尽管良好的加工匹配可以实现，该构造表现出了系统性失配误差。

其它匹配方式可以包含校正电容器矩阵以匹配理想比值的有源电路。这种方法可以产生更精确的结果，但是在硅面积、功率消耗和检验方面则成本更高。

获得高电容器匹配的无源方式是在非常小的区域放置少量的电容器。此外，如果使用少量的电容器，温度计码(thermometer code)可以用来使加工依赖性和电容器相互作用最小的特定电容器能够保证所有的码存在。但是，这种处理的布线非常密集，并且不能保证精度。

因此，存在着对一种提供改进的电容器矩阵布置的需要。改进的电容器矩阵布置必须能够改善电容器矩阵匹配。改进的电容器矩阵布置必须能够以成本有效的方式(即，最低量的硅面积、功率消耗和检验)改善电容器矩阵匹配。改进的电容器矩阵布置必须能够使边缘电容造成的失配最小。改进的电容器矩阵布置必须能够使加工梯度依赖性(process gradient dependence)最小。改进的电容器矩阵布置还必须能够使宏观(macroscopic)电容器失配造成的失配最小。

根据本发明的一个实施例，本发明的目的是提供一种改进的电容器矩阵布置。

本发明的另一个目的是提供一种改进的电容器矩阵布置，它能够以成本有效的方式(即，最低量的硅面积、功率消耗和检验)改善电容器矩阵匹配。

本发明的再一个目的是提供一种改进的电容器矩阵布置，它能够使边缘电容造成的失配最小。

本发明的再一个目的是提供一种改进的电容器矩阵布置，它能够使加工梯度依赖性最小。

本发明的再一个目的是提供一种改进的电容器矩阵布置，它能够使宏观电容器失配造成的失配最小。

根据本发明的一个实施例，公开了一种改善电容器矩阵匹配的电容器矩阵布置方法。该电容器矩阵布置方法包括以下步骤：提供电容器矩阵；把电容器矩阵置入具有中心点的几何图形中；把该几何图形分成若干第一部分，其中若干第一部分的每个具有对应的第二部分，所述的第二部分从第一部分对角设置并且处于距第一部分的中心点近似相等的距离上；和在每个第二部分中放置预定值的电容器组，其中，多个第一部分的每一个放置与对应的第二部分等值的电容器组。电容器矩阵布置方法可以进一步包括以下步骤：把多个第一部分的至少一个分成多个第一分部；把多个第一部分的至少一个的对应的第二部分分成多个第二分部，其中多个第一分部的每一个具有在距中心点近似相等的距离对角设置的对应的第二分部；和在多个第一分部的每个中放置预定值的分电容器组，其中多个第一分部的每个放入与对应的第二分部等值的分电容器组。

根据本发明的另一个实施例，公开了改善电容器矩阵匹配的电容器矩阵布置方法。该电容器矩阵布置方法包括以下步骤：设置电容器矩阵；把电容器矩阵置入具有中心点的几何图形中；把该几何图形分成四个相等部分，其中这些部分的每个共享该中心点，这些部分的每个具有从这些部分的每个对角设置的对应部分；和在这些部分的每个中放置预定值的电容器组，其中，这些部分的每个放置与对应部分等值的电容器组。电容器矩阵布置方法可以进一步包括以下步骤：把这些部分的至少一个分成多个第一分部；把这些部分的至少一个的对应部分分成多个第二分部，其中多个第一分部的每一个具有在距中心点近似相等的距离对角设置的对应的第二分部；和在多个第一分部的每个中放置预定值的分电容器组，其中多个第一分部的每个放入与对应的第二分部等值的分电容器组。

通过下面结合附图对本发明优选实施例的具体说明，将会明白本发明的前述和其它目的、特点和优点。

图1是基于模拟-数字(A/D)变换器的逐次逼近寄存器(SAR)的简化功能方框图；