[发明专利]电流源的电流单元设置的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电流源的电流单元排列方法，用以提升电流源的电压平衡与线性度。

背景技术

现有电流控制式数字模拟转换器(current-steering DAC)中具有多个电流单元(unit current cell)，这些电流单元互相匹配的程度将直接影响电流控制式数字模拟转换器的正负电压平衡(Balance)和线性度(Linearity)，式(1)定义正负电压平衡，式(2)定义线性度。

INL_i＝I_real-I_ideal

电流单元互相匹配的程度与元件的大小(W*L)、远近(spacing)与方向趋势(gradient)有关，因此可通过电路布局的方式以改善电流单元之间互相匹配的问题。

图1A、图1B、图2和图3分别说明利用特定电路布局解决电流单元互相匹配的问题的现有技术。如图1A所示，在电流单元100～108中，每一个电流单元周围的布局环境皆不相同，导致实际制造出的电流单元大小不同，匹配度低。因此，如图1B所示，通过在电流单元101-108的周围加入16个冗余电流单元(dummy current cell)的布局方式，使电流单元101-108获得和电流单元100一样的布局环境，以改善匹配问题。此种布局方式可改善因工艺因素导致电流单元尺寸不均的问题，却产生了耗费大量芯片面积的问题。

图2是另一种现有电流单元匹配度改善方法的示意图，称为方正布局法(Square Layout)，将各电流单元布局成紧密排列，通过集中各个电流单元的位置，以缩短电流单元之间的远近影响，以及减少方向趋势影响，降低因工艺变异所造成的电流单元不匹配。但是此种方正布局法较缺乏弹性，难以配合缩减芯片面积的设计考量。

图3绘示以随机跳线(Random swap)方式进行布局以改善电流单元匹配程度的示意图，其是将电流单元C1-C16以随机方式布局，亦即利用电流单元的随机不匹配(random mismatch)以克服因电流单元彼此远近及方向趋势所造成电压平衡和线性度的影响。这种布局仍无法解决工艺上因电流单元的远近及方向趋势所造成的不匹配，易影响量产的良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流源的电流单元设置方法，包括将该电流源所包含的多个电流单元依序排列，形成一第一排序；根据该多个电流单元用以提供一第一电流或一第二电流的特性，对该第一排序做间隔交换排列，产生一第二排序；对该第二排序进行间隔对换，产生一第三排序；以及根据该第三排序决定该多个电流单元的位置，以设置一电流单元行。

本发明还提供一种电流源的电流单元设置方法，用以决定多行电流单元行的排序，包括将该电流源所包含的多个电流单元，排成M行电流单元行，使该M行电流单元行中的每一电流单元行包含N个电流单元，以形成一第一排序；根据每一电流单元用以提供该第一电流或该第二电流的特性，对该第一排序做间隔交换排列，产生一第二排序；对该第二排序进行间隔对换，产生一第三排序；以及根据该第三排序决定该多个电流单元的位置；其中，M及N为大于一的正整数。

较佳者，在决定好的电流单元周围设置冗余电流单元或平衡单元，以进一步改善电流源的电压平衡与线性度。

附图说明

图1A、图1B、图2和图3分别说明利用特定电路布局解决电流单元互相匹配的问题的现有技术。

图4是为本发明的一实施例说明一种提升电流源的电压平衡与线性度的方法的流程图。

图5、图6和图7是为说明对应于图4的步骤的电流源的示意图。

图8和图9是为本发明的另一实施例说明一种电流源的电流单元设置方式的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100-108、C1-C20电流单元

602、604、702、704、902、904平衡单元

L1第一排序

L2第二排序

L3第三排序

具体实施方式

图4是为本发明的一实施例说明一种提升电流源的电压平衡与线性度的方法的流程图，图5是为说明对应于图4的步骤的电流源的示意图，详细步骤如下：

步骤400：开始；

步骤402：将电流源所包含的多个电流单元排列成第一排序L1；