10-비트 CMOS 시간-인터폴레이션 디지털-아날로그 변환기

A 10-bit CMOS Time-Interpolation Digital-to-Analog Converter

본 논문은 8-비트 디코더, 2-비트 시간-인터폴레이터, 그리고 출력 버퍼로 구성된 10-비트 시간-인터폴레이션 디지털-아날로그 변환기를 제안한다. 제안하는 시간-인터폴레이션 기법은 RC 로우패스 필터에 의한 시정수를 이용해서 charging time을 조절하여 아날로그 값을 결정하는 방법이다. 또한 시간-인터폴레이터를 구현하기 위해 공정 변화를 최소화하기 위해 레플리카 회로를 포함한 제어 펄스 발생기를 제안한다. 제안하는 10-비트 시간-인터폴레이션 디지털-아날로그 변환기는 3.3 V $0.35{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정을 이용하여 설계된다. 설계된 10-비트 시간-인터폴레이션 디지털-아날로그 변환기의 면적은 기존의 10-비트 저항열 디지털-아날로그 변환기의 61%를 차지한다. 그리고 시뮬레이션 된 DNL과 INL은 각각 +0.15/-0.21 LSB와 +0.15/-0.16 LSB이다.

In this paper, a 10-bit digital-to-analog converter (DAC) with small area is proposed. The 10-bit DAC consists of a 8-bit decoder, a 2-bit time-interpolator, and a buffer amplifier. The proposed time-interpolation is achieved by controlling the charging time through a low-pass filter composed of a resistor and a capacitor. To implement the accurate time-interpolator, a control pulse generator using a replica circuit is proposed to minimize the effect of the process variation. The proposed 10-bit Time-Interpolation DAC occupies 61 % of the conventional 10-bit resistor-string DAC. The proposed DAC is designed using a $0.35{\mu}m$ CMOS process with a 3.3 V supply. The simulated DNL and INL are +0.15/-0.21 LSB and +0.15/-0.16 LSB, respectively.