一种分段电阻结构的数模转换器版图结构的制作方法

本发明涉及集成电路应用领域，尤其涉及一种分段电阻结构的数模转换器版图结构。

背景技术：

1、数模转换器(digital-to-analog converter,dac)是具有将数字信号加权转化为模拟信号功能的一种集成电路设计，随着集成电路不断的发展，对高精度高性能的dac需求日益增加。dac的种类可以根据电路加权方式的不同，划分为电压型、电荷型、电流型三种，其中电流型dac又有r-2r梯形电阻结构、二进制加权电阻结构、温度计码型等结构。传统r-2r梯形电阻二进制算法引入的误差将精度限制到8-10位，对于10位及以上的dac，可以通过分段方式结合不同结构的优势，兼顾精度，面积，速度等优点来改善其性能。

2、对于传统n位精度的分段电阻结构的dac，采用增加温度计码位数来提高dac精度，但是温度计码位数越多，电阻个数和开关数量会以指数级增加，版图面积也会急剧增加。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种分段电阻结构的数模转换器版图结构，主要解决现有现有模数转换电路中电阻之间匹配性不高的问题。

2、为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。

3、本申请提供一种分段电阻结构的数模转换器版图结构，包括：r-2r电阻网络；温度计码电阻网络，其包括多个码位的电阻支路，且每个码位的电阻支路由八个单位电阻通过串并联的方式形成；桥接电阻网络，其用于桥接所述r-2r电阻网络和所述温度计码电阻网络，所述桥接电阻网络由四个单位电阻通过串并联的方式形成；其中，所述温度计码电阻网路中的电阻设置于所述桥接电阻网络中各电阻的两侧以形成多组第一对称结构，且多组所述第一对称结构设置于所述r-2r电阻网络的两侧以形成相对于所述r-2r电阻网络的第二对称结构。

4、在本申请一实施例中，所述电阻支路中的八个单位电阻两两并联后串联，将不同电阻支路中相同连接位置的单位电阻归入一个小组，得到八个电阻分组；每两个电阻分组之间设置一个桥接电阻网络中的单位电阻形成所述第一对称结构，其中，所述第一对称结构的两个电阻分组中的归属于同一电阻支路的单位电阻为相互并联的单位电阻。

5、在本申请一实施例中，每个码位的所述电阻支路的阻值为两个单位电阻。

6、在本申请一实施例中，所述桥接电阻网络的阻值为一个单位电阻。

7、在本申请一实施例中，奇数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式相同，偶数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式相同，且奇数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式与偶数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式相反。

8、在本申请一实施例中，所述温度计码电阻网络包括七个码位，则第一个电阻分组、第三个电阻分组、第五个电阻分组中对应码位的单位电阻排布方式包括：第一个码位对应的单位电阻设置于中间位置，第六个码位以及第七个码位对应的单位电阻分别设置于所述第一个码位对应的单位电阻两侧，第二码位对应的单位电阻设置于所述第六码位对应的单位电阻远离所述第一码位对应的单位电阻的一侧；所述第三码位对应的单位电阻设置于所述第七码位对应的单位电阻远离所述第一码位对应的单位电阻的一侧，所述第四码位对应的单位电阻设置于所述第二码位对应的单位电阻远离所述第六码位对应的单位电阻的一侧，所述第五码位对应的单位电阻设置于所述第三码位对应的单位电阻远离所述第七码位对应的单位电阻的一侧。

9、在本申请一实施例中，在同一所述第一对称结构中，电阻分组相对于所述桥接电阻网络中的单位电阻呈中心对称。

10、在本申请一实施例中，多个所述第一对称结构分别设置于所述r2r网络相对的两侧，且同侧的各第一对称结构呈中心对称。

11、在本申请一实施例中，在所述第二对称结构中，各所述第一对称结构相对于所述r2r电阻网络呈中心对称。

12、如上所述，本申请提供的一种分段电阻结构的数模转换器版图结构，具有以下有益效果。

13、本申请在不额外增加温度计码位数和开关的基础上，通过设计温度计码电阻网络和桥接电阻网络的电路结构，可提高高位电阻、桥接电阻的匹配性，降低电阻阵列受应力梯度的影响，以较小的开销极大地提升了数模转换器的精度和性能。

技术特征：

1.一种分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，所述电阻支路中的八个单位电阻两两并联后串联，将不同电阻支路中相同连接位置的单位电阻归入一个小组，得到八个电阻分组；每两个电阻分组之间设置一个桥接电阻网络中的单位电阻形成所述第一对称结构，其中，所述第一对称结构的两个电阻分组中的归属于同一电阻支路的单位电阻为相互并联的单位电阻。

3.根据权利要求1所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，每个码位的所述电阻支路的阻值为两个单位电阻。

4.根据权利要求1所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，所述桥接电阻网络的阻值为一个单位电阻。

5.根据权利要求2所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，奇数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式相同，偶数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式相同，且奇数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式与偶数的电阻分组中不同码位的单位电阻的排布方式相反。

6.根据权利要求5所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，所述温度计码电阻网络包括七个码位，则第一个电阻分组、第三个电阻分组、第五个电阻分组中对应码位的单位电阻排布方式包括：第一个码位对应的单位电阻设置于中间位置，第六个码位以及第七个码位对应的单位电阻分别设置于所述第一个码位对应的单位电阻两侧，第二码位对应的单位电阻设置于所述第六码位对应的单位电阻远离所述第一码位对应的单位电阻的一侧；所述第三码位对应的单位电阻设置于所述第七码位对应的单位电阻远离所述第一码位对应的单位电阻的一侧，所述第四码位对应的单位电阻设置于所述第二码位对应的单位电阻远离所述第六码位对应的单位电阻的一侧，所述第五码位对应的单位电阻设置于所述第三码位对应的单位电阻远离所述第七码位对应的单位电阻的一侧。

7.根据权利要求2所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，在同一所述第一对称结构中，电阻分组相对于所述桥接电阻网络中的单位电阻呈中心对称。

8.根据权利要求7所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，多个所述第一对称结构分别设置于所述r2r网络相对的两侧，且同侧的各第一对称结构呈中心对称。

9.根据权利要求2所述的分段电阻结构的数模转换器版图结构，其特征在于，在所述第二对称结构中，各所述第一对称结构相对于所述r2r电阻网络呈中心对称。

技术总结
本申请提供一种分段电阻结构的数模转换器版图结构，包括：R‑2R电阻网络；温度计码电阻网络，其包括多个码位的电阻支路，且每个码位的电阻支路由八个单位电阻通过串并联的方式形成；桥接电阻网络，其用于桥接所述R‑2R电阻网络和所述温度计码电阻网络，所述桥接电阻网络由四个单位电阻通过串并联的方式形成；其中，所述温度计码电阻网路中的电阻设置于所述桥接电阻网络中各电阻的两侧以形成多组第一对称结构，且多组所述第一对称结构设置于所述R‑2R电阻网络的两侧以形成相对于所述R‑2R电阻网络的第二对称结构。本申请的版图结构可有效提高DAC中电阻的匹配性，进而提高DAC的精度和性能。

技术研发人员：曾发燕,张磊,徐鸣远,孙伟,游毓彬,王永禄,朱璨
受保护的技术使用者：重庆吉芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6