模擬積體電路設計系列部落格——6.3.2 單電源正輸出轉換器

sasasatori發表於2024-06-03

6.3.2 單電源正輸出轉換器

一個快速單端正極輸出D/A(一般用於影片RAM中,稱為RAMDAC)如下圖所示[Colles, 1988]:

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此處,一個匹配反饋迴路被用於精確已知的電流源偏置(注意,此處放大器的輸入連線看上去是反的,但是由於訊號透過\(Q_4\)反相,因此這樣連線才是對的)。同時,為了保持獨立於\(V_{out}\)的精確電流匹配,每個差分電流控制對連線到\(V_{bias}\)上,而非連線位元訊號之反。例如,當電流被控制透過\(Q_2\)連線到輸出上時,\(Q_3\)兩側的漏源電壓在\(V_{out}\)保持接近零時則基本恆定,從而\(Q_2\)保持在有源區中。因此\(Q_2\)\(Q_3\)有效的形成了一個將電流驅動到輸出的Cascode電流源。

為了最大化這個轉換器的速度,電壓在所有這些電流開關(例如\(Q_1\)\(Q_2\)\(Q_3\))的共同連線上擺動。為了使得擺幅小,這個共同連線應該處於一個當電流被控制流向地時剛好輸出電晶體可以關閉的電壓。需要注意的是,當一個開關開啟或關閉時,開關從數字輸入饋通連線到接地電晶體(例如\(Q_1\))實際上增強了開關。最後,注意這個設計並不需要使用兩個數字驅動訊號\(d_i\)\(\bar{d_i}\),因此可以無需精確的時鐘邊沿,以最大的速率進行時鐘驅動。

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