[实用新型]缓冲型模数转换器以及集成电路

说明书

一种缓冲型模数转换器以及集成电路，缓冲型模数转换器包括输入缓冲单元和模数转换单元，所述输入缓冲单元包括主源跟随器以及辅源跟随器，所述辅源跟随器用于消除主源跟随器的沟道长度调制效应；所述模数转换单元的输入与所述输入缓冲单元的输出连接，所述模数转换单元用于将所述输入缓冲单元输出的模拟信号转换成数字信号输出。辅源跟随器能消除主源跟随器的沟道长度调制效应从而大幅度提高缓冲型模数转换器的线性度和增益精度。

技术领域

本申请属于CMOS集成器件技术领域，尤其涉及一种缓冲型模数转换器以及集成电路。

背景技术

模数转换器(Digital-to-Analog Converter，ADC)用于将模拟信号转换成表示一定比例电压值的数字信号。模数转换器被普遍的用在范围从直流信号和低频传感器应用到无线通信的高频模数转换器的许多应用中。模拟信号在时域上是连续的，因此可以将它转换为时间是连续的一系列数字信号。然而实际使用的模数转换器不能进行完全实时的转换，所以对输入信号进行一次转换的过程中必须通过一些外加方法使之保持恒定。常用的有采样保持电路，在大多数的情况里，通过使用一个电容可以存储输入的模拟电压，并通过开关或门电路来闭合、断开这个电容和输入信号的连接。

然而，模数转换器内部采样保持电路中采样开关存在电荷溃通效应，对信号源有电荷注入效应，这将导致模数转换器的线性度下降。另一方面，采样- 保持电路有效的输入阻抗，会限制模数转换器的外部接口必须是低阻抗输入，限制了模数转换器的应用。为了解决这个问题，通常需要在模数转换器前端增加一个输入缓冲电路，用以隔离信号源和采样电容，提供高输入阻抗。

目前常用的输入缓冲器结构包括：1、基于运算放大器，接成单位增益的闭环反馈结构。该结构存在输入信号需要提供合适的偏置电压，也就是对传感器提出了条件。另外，由于运放结构复杂、噪声大，运放的噪声会限制模数转换器的性能，造成缓冲型模数转换器需要很大代价才能有较好的性能。2、基于单MOS管的源跟随器(source-follower)结构。该结构存在由于是开环结构，没有反馈，因此它的输出阻抗是一个有限的值(一般在1kΩ左右，取决于电流大小)，受限于沟道长度调制效应增益精度和线性度一般。3、基于双极性晶体管器件的源跟随器结构。该结构存在需要BiCMOS特殊工艺的支持，普通CMOS 工艺难以实现，而BiCMOS工艺非常昂贵成本高。另外，双极性晶体管的基极要走电流，这导致输入阻抗不是无穷大，导致阻抗隔离效果不好。

发明内容

本申请的目的在于提供一种缓冲型模数转换器以及集成电路，旨在解决传统的单MOS管构成的缓冲型模数转换器限于沟道长度调制效应增益精度和线性度一般的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种缓冲型模数转换器，输入缓冲单元和模数转换单元，其中：

所述输入缓冲单元包括同向或反向串联在电源和公共电位之间的第一电流源、由第一晶体管构成的第一主源跟随器以及由至少一个第二晶体管构成的第一辅源跟随器，所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极共接作为缓冲型模数转换器的输入用以接入模拟信号，所述第一电流源和所述第一主源跟随器之间的共接点作为所述输入缓冲单元的输出用以输出缓冲后的模拟信号，所述第一辅源跟随器用于消除所述第一主源跟随器的沟道长度调制效应；

所述模数转换单元的输入与所述输入缓冲单元的输出连接，所述模数转换单元用于将所述输入缓冲单元输出的模拟信号转换成数字信号输出。

本申请实施例的第二方面提供了一种集成电路，包括如上所述的缓冲型模数转换器。

上述的缓冲型模数转换器中的第一级输入缓冲级利用不同晶体管构成两个源跟随器，其中一个作为主源跟随器，另一个作为辅源跟随器，辅源跟随器的作用是消除主源跟随器的沟道长度调制效应，从而大幅度提高缓冲型模数转换器的线性度和增益精度。

附图说明