模拟集成电路设计系列博客——6.3.2 单电源正输出转换器

6.3.2 单电源正输出转换器

一个快速单端正极输出D/A（一般用于视频RAM中，称为RAMDAC）如下图所示[Colles, 1988]：

此处，一个匹配反馈回路被用于精确已知的电流源偏置（注意，此处放大器的输入连接看上去是反的，但是由于信号通过\(Q_4\)反相，因此这样连接才是对的）。同时，为了保持独立于\(V_{out}\)的精确电流匹配，每个差分电流控制对连接到\(V_{bias}\)上，而非连接比特信号之反。例如，当电流被控制通过\(Q_2\)连接到输出上时，\(Q_3\)两侧的漏源电压在\(V_{out}\)保持接近零时则基本恒定，从而\(Q_2\)保持在有源区中。因此\(Q_2\)和\(Q_3\)有效的形成了一个将电流驱动到输出的Cascode电流源。

为了最大化这个转换器的速度，电压在所有这些电流开关（例如\(Q_1\)，\(Q_2\)和\(Q_3\)）的共同连接上摆动。为了使得摆幅小，这个共同连接应该处于一个当电流被控制流向地时刚好输出晶体管可以关闭的电压。需要注意的是，当一个开关打开或关闭时，开关从数字输入馈通连接到接地晶体管（例如\(Q_1\)）实际上增强了开关。最后，注意这个设计并不需要使用两个数字驱动信号\(d_i\)和\(\bar{d_i}\)，因此可以无需精确的时钟边沿，以最大的速率进行时钟驱动。