[发明专利]适用于电流源矩阵的电子装置与其布局方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种电子装置与其布局方法，且特别是关于一种适用于电流源矩阵的电流源矩阵与其布局方法。

背景技术

电流式数位类比转换器(以下简称数位类比转换器)通常由多个电流源单元所组成，其转换位元越高，所需电流源单元的数量也就越多。因此，在布局上通常非常复杂，尤其是电流源单元之间的金属连接线(metal)布局更是复杂。所以，在传统技术里，转换位元较低的数位类比转换器通常以矩阵式的排列方式布局。将对应的电流源单元，依序纵向或是横向排列，简化布局的复杂度。然而，当电流源单元的数量提高时，个别电流源单元在晶片上的距离加大，其特性也相差较大，容易造成数位类比转换器的线性度变差，即DNL(differential nonlinearity)与INL(integralnonlinearity)变差。

图1为根据传统技术的电流式数位类比转换器的架构图。图1所示为8位元的数位类比转换器，此数位类比转换器可根据输入的数位信号，输出一类比电流。二位元转换器140根据数位信号的前4位元D0～D3所代表的数值，转换为控制信号SL01～SL15至位元驱动器150。位元驱动器150则根据控制信号SL01～SL15产生电流控制信号SDL01～SDL15、SDL01N～SDL15N，来控制低位元电流源单元160的输出电流。而低位元电流源单元160之中包括15组的电流源单元，分别根据控制信号SDL01～SDL15与SDL01N～SDL15N来决定其输出与否。低位元电流源单元160中的15组电流源单元可统称为低位元组。

数位信号后4位元D4～D7的电流输出转换架构则与上述前4位元类似，主要差别在于高位元电流源单元130包括15组高位元组，此15组高位元组则对应于后4位元D4～D7的数值。其中，每一组高位元组具有16个电流源单元。因此，高位元电流源单元130的输出电流最高可等于16倍低位元电流源单元160的电流输出。换句话说，也就是具有240个电流源单元。因此，在布局上相当复杂且布局面积较大，容易因制程差异(processvariation)与温度分布(temperature distribution)的影响而使数位类比转换器的线性度下降。

图2为根据传统技术的低位元电流源单元的电路图。以下说明请同时参照图1所示，低位元电流源单元160可由15个电流源单元201～215所组成，可将电流源单元201～215统称为一低位元组。电流源单元201～215根据电流控制信号SDL01～SDL15、SDL01N～SDL15N来决定其电流输出的路径。因此，在布局上需要重复配置15组独立的连接线来控制个别电流源单元201～215的输出。而高位元电流源单元130则具有240个电流源单元，以每16个电流源单元为一高位元组，则高位元电流源单元可具有15组高位元组。上述15组高位元组的输出则对应于电流控制信号SDH01～SDH15、SDH01N～SDH15N。合并高位元电流源单元130与低位元电流源单元160的电流输出，则可对应于8位元的数位信号。

以下说明请同时参照图1、2。图3为根据传统技术的电流式数位类比转换器的电流源矩阵的布局图。区域T1，16～T16，16用以配置低位元组(包括电流源单元L1～L15)，区域T1，1～T16，1用以配置高位元组M1，区域T1，2～T16，2组成高位元组M2，并依此类推，共计15组高位元组M1～M15。低位元组(包括电流源单元L1～L15)组成低位元电流源单元160，高位于电流组M1～M15则组成高位元电流源单元130。

在布局上，如图3所示，高位元组M1～M15与低位元组(包括电流源单元L1～L15)所包含的电流源单元以纵向方式排列，此种排列方式虽然布局复杂度低，但未考虑制程差异与温度分布对于电路的影响。仅能适用于较低位元的数位类比转换器电路的布局。

图4为根据传统技术的电晶体阵列的布局图(请参照美国专利号：US6954164 B2)。此布局方式中的低位元组(包括电流源单元L1～L15)分布于晶片的四个象限中的对角线上，其整体的距离较远。因此，低位元组(包括电流源单元L1～L15)中个别的电流源单元所产生的电流受到制程差异的影响较大，在进行低位元值得转换时，其转换的线性度较差，并且其布局较为复杂。