1.1
簡介
為了達到頻寬需求在日漸擴增的應用程式下，資料傳輸速度最高達到54Mbps的 802.11a被視為下一代高速無線區域網路規格。因應802.11a之系統規格，本論文設計 實現一個轉換頻率可達100MHz並具有十位元解析度之數位類比轉換器，藉由數位類比 轉換器將數位訊號轉換成類比訊號，再由RF電路輸出，完成無線區域網路發射之動作，
如圖1.1所示。
圖 1.1 DAC 在無線網路中基本架構
在數位/類比轉換器(DAC)電路製作上，在高速、高解析度、穩定…等的訴求將會 是本論文的研究主題。電流源式的數位/類比轉換器在目前要求高速資料轉換率上，有 最優異特性，而電流源間要求高度相似性，此直接影響電路性能。採用溫度計碼的電 流源式數位/類比轉換器，每一電流源間有相同規格設計，可以有最好的線性度，但是 複雜拉線增加佈局困難度，很難單獨使用此一方法完成高位元的數位/類比轉換器，而 採用二進位權重的電流源式數位/類比轉換器，雖然容易完成高位元電路設計，但是每 一個電流源間呈2n倍比例，要達到高精準的比例很不容易，並且在中間碼轉換時會產生 嚴重突波問題(mid-code glitch)，所以在設計高速數位/類比轉換器上權衡溫度計碼
電流源和二進碼電流源，以達到最佳效能，本文以12位元數位/類比轉換器，採用高六 位元溫度計碼和低六位元二進位權重碼設計。高六位元溫度計碼控制電流源，尤其重 視電流源間因為製程因素和特性漂移差異的影響，使用抗製程變因的偏壓電流源技術 [1]，電流源間的差異可以降到最小。在考量電流源切換對輸出電流產生突波影響上，
此時最大突波發生在溫度計碼電流源間的切換，設計上只要克服此部分突波問題即 可，因為在低六位元二進位權重碼電流源切換上，突波值不會超過溫度計碼電流源間 的切換值。而實際上造成電流源切換突波可從兩方面了解，其一是路徑上流過電流的 改變產生變化，另一原因為開關電晶體閘極電位變化，導致電流路徑電荷變化，在開 關突波上採用串連緩衝電晶體 [2]，能有效克服此一問題。除以上問題外，採用溫度 計碼控制電流源，佔用比較大的晶片面積，梯度誤差問題的影響會比較明顯，解決方 法為採用四對稱排列消除線性和拋物線誤差[3]。
由於數位/類比轉換器實現方法及技巧非常多，而且各種方法均有其優缺點，並不 能面面俱到的考量到所有的規格需求，本論文同時考量到製程參數變化，開關突波問 題以及大面積晶片佈局的梯度影響，最後完成設計並且得到很好的結果。
1.2
研究動機
在閱讀相關文獻之後，了解各種數位/類比轉換器的作法以及優缺點，在這些方法 之中，二進位權重電流源式(binary weighted current source)和溫度計碼電流源式 (thermometer code current source)兩者分段配置很適合去闡訴『抗製程漂移偏壓電 流源』技術，對提高電流源準確性，製程導致臨界電壓的飄移，同時在溫度改變和外 加電壓變化下分析此數位/類比轉換器特性方面，予以驗證其理論的可行性，我們以一 個十二位元的數位到類比轉換器其中低六位元採用二進位權重電流源，高六位元採用 溫度計碼電流源，以此架構予以實做，得到相當優越效能，同時確定其改進效果如預 期所言。
1.3
論文組織
第一章 緒論。
第二章 原理介紹:數位/類比轉換器定理，架構及實作方法。
第三章 介紹 12 位元的數位/類比轉換器架構，以溫度計碼控制的電流源和二進 位權重碼控制電流源並用方式完成設計。
第四章 12 位元數位到類比轉換器晶片佈局及佈局後模擬結果。
第五章 為 12 位元數位到類比轉換器量測。
第六章 結論及未來工作展望。