[发明专利]PMOS四相电流源开关驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于微电子电路技术领域，特别涉及用于PMOS四相电流源的开关驱动电路。

背景技术

随着技术的发展，高速高精度已成为数模转换器的设计目标。电流舵型数模转换器(current-streeing DAC)作为目前主流的DAC产品之一，能够很好的兼顾速度与精度的要求。在电流舵型数模转换器中，电流源是其重要的组成部分，其性能决定了整个电流舵型数模转换器的性能，而电流源的开关驱动电路则是控制电流源工作的关键。

PMOS四相电流源是应用于电流舵型DAC中的一种电流源，它由源管、及四个开关管组成。四个开关管中的两个开关管并行连接于四相电流源的源管与正输出端之间，另两个开关管并行连接于PMOS四相电流源的源管与负输出端之间。PMOS四相电流源的工作特点是，四个开关管中始终有一个开关管导通而另三个开关管关断，且以二倍于输入DAC的数字信号频率的频率不断切换导通的开关管。由此在数字信号的每个周期内引入两个开关噪声,从而将开关噪声移至二倍于数字信号频率的频率,最终在DAC的输出端通过低通滤波器将处于二倍于数字输入信号频率的开关噪声滤除。

PMOS四相电流源开关驱动电路用于产生四相开关信号，四相开关信号由四路并行信号组成，用于控制PMOS四相电流源的四个开关管的工作状态。四相开关信号始终保持一路为低电位，其余三路为高电位，从而使得PMOS四相电流源的四个开关管始终有一个开关管导通而另三个开关管关断。四相开关信号以二倍于输入DAC的数字信号频率的频率不断变换低电位所在路，控制四个开关管的通断。

传统的PMOS四相电流源开关驱动电路产生四相开关信号四路信号的过程相互独立,由时钟信号及数字信号通过四个译码电路分别产生四路信号。由于四个译码电路相互独立且输入的时钟信号及数字信号本身同步性存在一定的偏差，产生的四路信号同步性较差，这将导致PMOS四相电流源的开关管在一段时间内处于非稳定的工作状态，产生一个较大的开关噪声。同时，由于四个译码电路相互独立，在四路驱动信号中的两路相反信号在相互翻转电位时，其翻转交叉点的位置无法确定。若该两路信号翻转的交叉点位置远高于开关管开启的电位，则四个开关管都处于关断状态，PMOS四相电流源中源管的漏极会逐渐积累电荷导致源管进入线性区，当某一开关管进入导通状态时，该开关管所对应的电流输出端会产生一个很大的毛刺，使整个DAC的动态性能急剧恶化，称为电荷堆积效应。

由此可见，由于传统的PMOS四相电流源开关驱动信号产生四路驱动信号的同步性较差，且信号翻转交叉点无法确定,降低了DAC的动态性能。传统的PMOS四相电流源开关驱动电路无法满足电流舵型DAC越来越高的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于克服目前PMOS四相电流源的开关驱动信号翻转同步性较差的缺点，提供一种PMOS四相电流源开关驱动电路，提高四路驱动信号的翻转同步性，并降低四路驱动信号的翻转交叉点，消除PMOS四相电流源的电荷堆积效应。

为实现上述目的，本发明采用PMOS四相电流源开关驱动电路，其特征在于，包括信号产生电路、一级锁存电路、二级锁存电路、通路控制电路和交叉点调整电路；

所述信号产生电路，产生四相开关信号并输出至一级锁存电路和通路控制电路；

所述一级锁存电路，包括宽长比相同的四个低电位锁存器NL，用于对信号产生电路输出的四相开关信号延迟后输出至二级锁存电路及交叉点调整电路；

所述二级锁存电路，对一级锁存电路输出的一次延迟后的四相开关信号再一次延迟后输出至通路控制电路；

所述通路控制电路，产生通路控制信号并输出至交叉点调整电路；

所述交叉点调整电路，包括宽长比相同的八个三态门TP，连接在四个低电位锁存器NL的输出端之间，用于利用通路控制电路输出的通路控制信号控制八个三态门的工作状态，对四个低电位锁存器NL输出的一次延迟后的四相开关信号进行调整，以降低该四相开关信号的翻转交叉点，并输出至外部的PMOS四相电流源；

每个三态门TP的宽长比至少为每个低电位锁存器NL宽长比的二倍。

上述PMOS四相电流源的开关驱动电路,其特征在于信号产生电路，包括第一与非门NAND1、第二与非门NAND2、第三与非门NAND3和第四与非门NAND4；

所述第一与非门NAND1，其两个输入端分别输入正数字信号D与正时钟信号CLK，其输出端输出四相开关信号的第一路信号A1；

所述第二与非门NAND2，其两个输入端分别输入正数字信号D与负时钟信号其输出端输出四相开关信号的第二路信号A2；