FR2475823A1 - INTEGRATED CIRCUIT DIGITAL-TO-SINGLE INTEGRATED CONVERTER FOR USE WITH MICROPROCESSORS - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CONVERTISSEUR NUMERIQUE-ANALOGIQUE A 8 BITS MONTE SUR UNE PLAQUETTE UNIQUE. CE CONVERTISSEUR COMPREND DES SOURCES DE COURANT BIPOLAIRES, UN AMPLIFICATEUR TAMPON DE SORTIE POUR PRODUIRE UN TENSION DE SORTIE, UNE REFERENCE STABILISEE POUR PRODUIRE UN SIGNAL DE SORTIE ETALONNE, L'ENSEMBLE ETANT ALIMENTE PAR UNE ALIMENTATION A TENSION UNIQUE, PAR EXEMPLE DE 5VOLTS. L'AMPLIFICATEUR TAMPON COMPREND DES MOYENS POUR PORTER LA TENSION DE SORTIE PRATIQUEMENT AU NIVEAU DE LA MASSE LORSQUE LE NIVEAU DE SORTIE DU CONVERTISSEUR NUMERIQUE-ANALOGIQUE EST ZERO. LES SOURCES DE COURANT COMPRENNENT CHACUNE UNE CELLULE A TRANSISTOR UNIQUE EXCITEE PAR UN CIRCUIT A BASCULES IL ET L'ALIMENTATION DE REFERENCE EST MELANGEE AVEC LE CIRCUIT DE TRANSISTOR DE REFERENCE ASSURANT LA REGULATION DES NIVEAUX DE COURANT DU CONVERTISSEUR NUMERIQUE-ANALOGIQUE, CE QUI CONTRIBUE A REDUIRE LA SUPERFICIE DE PLAQUETTE NECESSAIRE. UN RESEAU DE POLARISATION EXTREMEMENT EFFICACE EST UTILISE POUR FOURNIR LES COURANTS DE POLARISATION DE HAUT NIVEAU NECESSAIRES. APPLICATION A LA REALISATION DE CONVERTISSEURS NUMERIQUE-ANALOGIQUE A CIRCUIT INTEGRE A ALIMENTATION UNIQUE POUR MICROPROCESSEURS.THE INVENTION CONCERNS AN 8-BIT DIGITAL-ANALOGUE CONVERTER MOUNTED ON A SINGLE PLATE. THIS CONVERTER INCLUDES BIPOLAR CURRENT SOURCES, AN OUTPUT BUFFER AMPLIFIER TO PRODUCE AN OUTPUT VOLTAGE, A STABILIZED REFERENCE TO PRODUCE A STANDARD OUTPUT SIGNAL, THE ASSEMBLY IS POWERED BY A SINGLE VOLTAGE POWER SUPPLY, FOR EXAMPLE. THE BUFFER AMPLIFIER INCLUDES MEANS TO BRING THE OUTPUT VOLTAGE TO NEARLY GROUND WHEN THE OUTPUT LEVEL OF THE DIGITAL TO ANALOGUE CONVERTER IS ZERO. THE CURRENT SOURCES EACH INCLUDE A SINGLE TRANSISTOR CELL EXCITED BY AN IL TOGGLE CIRCUIT AND THE REFERENCE POWER SUPPLY IS MIXED WITH THE REFERENCE TRANSISTOR CIRCUIT ENSURING THE REGULATION OF THE CURRENT LEVELS OF THE DIGITAL-ANALOGUE CONTROLLER. REDUCE THE NECESSARY PLATE AREA. AN EXTREMELY EFFICIENT POLARIZATION NETWORK IS USED TO PROVIDE THE NECESSARY HIGH LEVEL POLARIZATION CURRENTS. APPLICATION TO THE REALIZATION OF DIGITAL-ANALOGUE CONVERTERS WITH AN INTEGRATED CIRCUIT WITH A SINGLE POWER SUPPLY FOR MICROPROCESSORS.

Description

La présente invention se rapporte à des convertisseursThe present invention relates to converters

numérique-analogique. Plus particulièrement, l'invention con-  digital to analog. More particularly, the invention

cerne des convertisseurs monolithiques spécialement conçus pour fonctionner avec des microprocesseurs tels que ceux qui peuvent être utilisés dans des systèmes de commande analoai- ques.  These are monolithic converters specially designed to work with microprocessors such as those that can be used in analog control systems.

Une arande variété de convertisseurs numérique-analo-  A variety of digital-to-analog converters

gique sont maintenant disponibles depuis quelque temps. De tels convertisseurs utilisent souvent des sources de courant  are now available for some time. Such converters often use power sources

qui sont mises en service sélectivement en fonction d'un si-  which are put into service selectively according to a

gnal d'entrée numérique. Le brevet U.S. no RE 28633 (Pastoriza) représente une conception particulière extrêmement réussie d'un convertisseur de ce type. Une conception plus récente est représentée dans le brevet U.S. no 3 961 326 (Craven). Des convertisseurs numérique- analogique sont également utilisés dans des convertisseurs analogique- numérique à approximations successives tels que décrits dans la demande de brevet aux E.U.A. Serial n0 931 960 (Brokaw et al); ce dernier type de  digital input signal. U.S. Patent No. RE 28633 (Pastoriza) represents a particularly successful particular design of a converter of this type. A more recent design is shown in U.S. Patent No. 3,961,326 (Craven). Digital-to-analog converters are also used in successive approximation analog-to-digital converters as described in the U.S. patent application. Serial No. 931,960 (Brokaw et al); this last type of

convertisseur est particulièrement avantageux en ce qu'il com-  converter is particularly advantageous in that it

porte un montage de transistors à mode inversé (parfois dénom-  carries a reverse mode transistor arrangement (sometimes referred to as

mé I2L, désignant une logique d'injection intégrée), conjointe-  I2L, designating an integrated injection logic), joint

ment avec un montage de transistors bipolaires, sur la même  with an assembly of bipolar transistors, on the same

plaquette monolithique.monolithic wafer.

On a déjà proposé antérieurement des convertisseurs par-  Previous converters have already been proposed.

ticulièrement propres à être utilisés avec des microprocesseurs, comme décrit par exemple dans l'article de Schoeff intitulé "A Microprocessor Compatible High-Speed 8-Bit DAC" dans ISSCC  especially suitable for use with microprocessors, as described for example in Schoeff's article entitled "A 8-Bit DAC High-Speed Compatible Microprocessor" in ISSCC

Digest of Technical Papers, février 1978, pages 132-133.  Digest of Technical Papers, February 1978, pages 132-133.

De nombreuses propositions ont été mises en avant, mais aucune d'entre elles n'a permis de réaliser un convertisseur  Many proposals were put forward, but none of them allowed to realize a converter

satisfaisant capable d'assurer la performance désirée et-néan-  satisfying and capable of ensuring the desired performance and

moins d'une conception convenablement simple permettant sa fa-  less than a suitably simple design allowing it to

brication économique. En particulier, les conceptions de la  economic interference. In particular, the conceptions of

technique antérieure n'ont pas permis d'obtenir un convertis-  prior art did not result in a conversion

seur monolithique comprenant une source de référence et un am-  a monolithic source comprising a reference source and an

plificateur pour produire une sortie de tension, le tout fonc-  plifier to produce a voltage output, the whole function

tionnant sur une alimentation unique, par exemple de + 5 volts.  on a single power supply, for example + 5 volts.

L'invention a principalement pour objet d'apporter des solu-  The main purpose of the invention is to provide solutions

tions aux problèmes qui se posent pour atteindre ce but.  problems to achieve this goal.

Conformément à un premier aspect important de l'inven- tion, on va décrire ici un convertisseur numérique-analogique  In accordance with a first important aspect of the invention, a digital-to-analog converter will be described here.

auquel est incorporé un amplificateur tampon de qualité supé-  incorporating a buffer amplifier of superior quality.

rieure capable de produire une tension de sortie comprise entre zéro et une certaine valeur nominale, tout en fonctionnant à  which can produce an output voltage of between zero and a certain nominal value, while operating at

partir d'une alimentation unique. Sous un autre aspect de l'in-  from a single power supply. In another aspect of the

vention, il est prévu une cellule de source de courant à un seul transistor simplifiée capable de fonctionner directement  vention, there is provided a simplified single transistor current source cell capable of operating directly

avec une logique de commutation I L, pour permettre une réduc-  with switching logic I L, to allow a reduction

tion appréciable du nombre de composants de la microplaquette.  appreciable number of components of the chip.

Sous un autre aspect encore de l'invention, il est prévu un  In yet another aspect of the invention, there is provided a

convertisseur comportant une alimentation de référence simpli-  converter with a simple reference power supply

fiée et nouvelle destinée à assurer une régulation du gain des  and new policy aimed at ensuring the regulation of

sources de courant pour stabiliser le courant de sortie du con-  sources of current to stabilize the output current of the con-

vertisseur. Sous un autre aspect encore de l'invention, il est  vertisseur. In yet another aspect of the invention, it is

prévu un réseau générateur de courant de polarisation de con-  provided a network for generating bias polarization current.

vertisseur à haut rendement, ce qui réduit la puissance néces-  high efficiency, which reduces the power required

saire tout en permettant encore d'obtenir une excellente per-  while still providing excellent

formance. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention  formance. Other features and advantages of the invention

apparattront au cours de la description qui va suivre.  will appear in the course of the description which follows.

Aux dessins annexés uniquement à titre d'exemple  In the accompanying drawings only as an example

- la Fig. 1 est un schéma symbolique représentant un mo-  FIG. 1 is a symbolic diagram representing a

de de réalisation préféré de l'invention; - les Fig. 2A et 2B représentent ensemble un schéma de câblage détaillé de ce mode de réalisation préféré; - la Fig. 3 est une présentation schématique du montage d'alimentation de référence prévu pour les sources de courant - la Fig. 4 représente des aspects de l'amplificateur tampon; - les Fig. 5 et 6 mettent en évidence le fonctionnement du roseau générateur de courant de polarisation, et les Fig. 7A et 7B présentent, respectivement, une  preferred embodiment of the invention; - Figs. 2A and 2B together represent a detailed wiring diagram of this preferred embodiment; FIG. 3 is a diagrammatic representation of the reference power supply arrangement for the power sources - FIG. 4 represents aspects of the buffer amplifier; - Figs. 5 and 6 show the operation of the reed generating polarization current, and FIGS. 7A and 7B show, respectively, a

vue en coupe et en perspective de la structure d'un transis-  view in section and in perspective of the structure of a

tor d'excitation utilisé dans l'amplificateur tampon, et un schéma simplifié des éléments de ce transistor.  excitation tor used in the buffer amplifier, and a simplified diagram of the elements of this transistor.

On va tout d'abord se référer à la figure 1, sur la-  We will first refer to Figure 1, on the-

quelle on peut voir que les signaux de commande logiques de microprocesseur CS et C-= sont appliqués à une porte 20, qui  it can be seen that the microprocessor logic control signals CS and C- = are applied to a gate 20, which

cocmmande des verrous de données I2L désignés dans leur ensem-  I2L data locks designated as a whole.

ble par la référence générale 22. Ces verrous laissent passer les données présentes sur le bus de données 24 lorsque CE et C_ sont tous deux au niveau logique "01". Les données d'entrée  These latches pass the data present on the data bus 24 when CE and C_ are both at logical level "01". Input data

sont stockées dans les verrous lorsque CE ou CS passe au ni-  are stored in locks when CE or CS goes to

veau logique "1".logical calf "1".

Comme représenté sur la Fig.2, les verrous de données 22 comprennent huit bascules I L, G20/G30-G27/G37 (bien que, par simplif-ication, seules les première et huitième bascules  As shown in Fig.2, the data latches 22 comprise eight flip-flops I L, G20 / G30-G27 / G37 (although, for simplification, only the first and eighth flip-flops

soient représentées). La tension de sortie de la porte de com-  are represented). The output voltage of the control door

mande 20, qui oscille autour de 1,2 volt, est appliquée aux bases respectives de huit transistors Q10 à Q17, qui coopèrent avec des transistors d'entrée de données respectifs Q0 à Q7  Mande 20, which oscillates around 1.2 volts, is applied to the respective bases of eight transistors Q10 to Q17, which cooperate with respective data input transistors Q0 to Q7.

pour commander les paires de portes I L initialement verrouil-  to control the door pairs I L initially locked

lées G0/G!0 - G7/G17. Selon l'état des données d'entrée, l'un  G0 / G1 0 - G7 / G17. Depending on the status of the input data, one

ou l'autre des deux conducteurs de porte 26, 28, etc. est àe-  either of the two door leads 26, 28, etc. is

né à son niveau bas pour commander les huit bascules à deux é-  born at its low level to control the eight flip-flops at two

tats (déclenché/rétabli) associées G20/G30-G27/G37. Si la sec-  associated (triggered / reestablished) states G20 / G30-G27 / G37. If the

tion de gauche d'une bascule (G20-G27) est rendue conductrice, un courant passera à travers le collecteur associé 30, etc. connecté à l'émetteur d'un transistor PNP de source de courant  The left-hand side of a flip-flop (G20-G27) is made conductive, a current will flow through the associated collector 30, and so on. connected to the emitter of a PNP current source transistor

correspondant Q20-Q27o Ce courant est tiré du circuit d'émet-  corresponding Q20-Q27o This current is drawn from the transmission circuit

teur du transistor, ce qui interrompt le passage de courant à travers le transistor vers un réseau en échelle R/2R, désigné dans son ensemble par la référence générale 32, qui fonctionne  transistor, which interrupts the current flow through the transistor to an R / 2R scale network, generally designated by the general reference 32, which operates

de la manière usuelle pour produire un courant de sortie analo-  in the usual way to produce an analog output current

gique correspondant à l'entrée binaire présente sur le bus de  corresponding to the binary input present on the bus of

données 24.data 24.

On va maintenant examiner de façon plus détaillée les  We will now examine in more detail the

transistors de source de courant Q20 a Q27; la tension ré-  current source transistors Q20 to Q27; the tension

gnant entre le conducteur omnibus de bases 34 et conducteur omnibus de résistance d'émetteur 36 est commandée par une source de référence régulatrice représentée sous une forme  Between the base bus driver 34 and the emitter resistor bus conductor 36 is controlled by a regulating reference source represented in a form.

simplifiée sur la Fig.3. Ce montage comprend une cellule à ban-  simplified in Fig.3. This assembly includes a cell with

de interdite du type décrit dans le brevet U.S. no 3 887 863  prohibited of the type described in U.S. Patent No. 3,887,863

(Brokaw) comportant deux transistors Q51 et Q52 avec des ré-  (Brokaw) having two transistors Q51 and Q52 with

sistances associées R31 et R32 et alimentés avec des densités de courant différentes. Comme expliqué dans ce brevet, les courants de collecteur des deux transistors sont détectés par  associated sistances R31 and R32 and supplied with different current densities. As explained in this patent, the collector currents of the two transistors are detected by

un amplificateur d'erreur 38. Toutefois, dans le montage re-  an error amplifier 38. However, in the mounting

présenté ici, la sortie de l'amplificateur est reliée au con-  presented here, the output of the amplifier is connected to

ducteur omnibus de résistances d'émetteur 36 auquel sont con-  omnibus transmitter resistors 36 to which are connected

nectés une résistance de référence RS et un transistor de ré-  connected to a reference resistor RS and a resistor transistor

férence Q50. Ces éléments, conjointement avec une autre résis-  Q50. These elements, together with another resistance

tance R30, assurent une réaction vers les bases respectives des transistors Q51 et Q52 et portent le conducteur omnibus 36 à une tension produisant à travers R8 un courant de réaction qui établit aux bornes de R30 une tension égale à la tension de bande interdite (VGa), par exemple d'environ 1,205 V pour le silicium. Cela règle le courant traversant Q50 et les huit transistors PNP du convertisseur numérique-analogique à une  R30, provide feedback to the respective bases of transistors Q51 and Q52 and carry the bus conductor 36 to a voltage producing through R8 a feedback current which sets across R30 a voltage equal to the bandgap voltage (VGa) for example, about 1.205 V for silicon. This adjusts the through current Q50 and the eight PNP transistors of the DAC to a

- intensité de 100 FA indépendante de la température.  - intensity of 100 FA independent of the temperature.

Dans le mode de réalisation particulier représenté sur la Fig.2, l'amplificateur dterreur différentiel comprend les  In the particular embodiment shown in FIG. 2, the differential intensifier amplifier comprises the

transistors Q53 et Q54 et un transistor amplificateur de sor-  transistors Q53 and Q54 and a transistor amplifier amplifier.

tie à émetteur commun Q58. Le rejet d'énergie d'alimentation de la boucle est accentué par la réaction de mode commun à travers Q56, qui fixe la tension collecteur-base de Q51 et Q52 et équilibre l'amplificateur d'erreur. Un régulateur-shunt,  common issuer Q58. Loop power rejection is enhanced by the common mode feedback across Q56, which sets the collector-to-base voltage of Q51 and Q52 and balances the error amplifier. A regulator-shunt,

désigné dans son ensemble par la référence générale 39, de con-  designated as a whole by general reference 39,

ception connue, polarise le conducteur omnibus de bases 34 à  known ception, polarizes the basic bus driver 34 to

1,2 V.1.2 V.

On va maintenant examiner conjointement les Fig. 4 et 2 sur lesquelles on peut voir que la sortie de l'échelle R/2R  We will now examine together Figs. 4 and 2 on which we can see that the output of the scale R / 2R

32 est reliée, par l'intermédiaire d'un conducteur 40, à l'am-  32 is connected, via a driver 40, to the

plificateur tampon de sortie désigné dans son ensemble par la  buffer buffer output designated as a whole by the

référence générale 42, qui comporte des caractéristiques spé-  general reference 42, which includes special features

ciales lui permettant de s'adapter à l'excursion de sortie uni-  to adapt to the univer-

polaire par rapport à la masse de l'échelle R/2R. Cet amplifi-  polar with respect to the mass of the R / 2R scale. This amplification

cateur comprend une paire d'entrée différentielle de transis-  The controller includes a differential input pair of

tors PNP verticaux Q43/Q44, le transistor Q44 servant à pro-  tors PN PN vertical Q43 / Q44, the transistor Q44 serving to pro-

duire un signal de réaction correspondant à la tension de sor-  a reaction signal corresponding to the output voltage

tie de l'amplificateur. Le signal de l'échelle est couplé par Q43, par l'intermédiaire d'un circuit réflecteur de courant NPN original comportant des transistors Q34 à Q39. Le signal passe de Q36 et Q34 à Q37 qui excite Q35/Q39 commandant Q40, un excitateur spécial pour le transistor à émetteur suiveur de sortie Q41 qui produit une tension de sortie sur la broche  part of the amplifier. The scale signal is coupled by Q43 via an original NPN current reflector circuit having transistors Q34 to Q39. The signal goes from Q36 and Q34 to Q37 which excites Q35 / Q39 commander Q40, a special exciter for the output follower transistor Q41 which produces an output voltage on the pin

VoU, (force). Cette broche est connectée à la broche VOUT (dé-  VoU, (force). This pin is connected to the VOUT pin (de-

tection) et la broche de sélection de gamme pour une gamme de  tection) and the range selection pin for a range of

2,56 volts. (Selon une variante, la broche de sélection de gam-  2.56 volts. (Alternatively, the gamma selection pin

me peut être connectée au conducteur omnibus analogique, pour  me can be connected to the analog bus driver, for

sélecter une gamme de 10 volts). La tension de sortie est ap-  select a range of 10 volts). The output voltage is

pliquee rétroactivement à la base de Q44, qui a pour fonction  retroactively to the base of Q44, whose function is

d'équilibrer le signal provenant de l'échelle R/2R.  to balance the signal from the R / 2R scale.

Un des principaux problèmes qui se posent pour obtenir une excursion de tension de sortie rapportée à la masse dans  One of the main problems in obtaining an output voltage excursion related to ground in

un convertisseur à alimentation unique est soulevé par la sa-  a single-feed converter is raised by the

turation dans l'étage de sortie lorsque le niveau de signal du  turation in the output stage when the signal level of the

convertisseur numérique-analogique devient très bas, c'est-à-  digital-to-analog converter becomes very low, that is,

dire tend vers zéro, ce qui limite la capacité de l'étage de  say goes to zero, which limits the capacity of the floor of

sortie à ramener la tension de sortie à une valeur très pro-  output to bring the output voltage back to a very

che de zéro. Dans un amplificateur normal, le déséquilibre ré-  from scratch. In a normal amplifier, the balance imbalance

sultant dans la réaction a pour effet que l'amplificateur tend à subir une excitation excessive, ce qui rend encore plus ardu le problème de la saturation. Ce problème a été résolu suivant l'invention au moyen d'un montage spécial qui va maintenant  The effect of the amplifier in the reaction is that the amplifier tends to be over excited, making the problem of saturation even more difficult. This problem has been solved according to the invention by means of a special assembly which will now

être décrit.to be described.

En se référant à la Fia. 7, on voit que le transistor  Referring to the FIA. 7, we see that the transistor

excitateur de sortie Q40 comprend la couche épitaxiale usuel-  output exciter Q40 comprises the usual epitaxial layer

le, un collecteur C1 (n+) et une base (p) portant un émetteur E (n+). Sur la base est en outre formée une seconde électrode  the, a collector C1 (n +) and a base (p) carrying a transmitter E (n +). On the base is further formed a second electrode

n+ désignée par C3 et représentée comme étant un second émet-  n + denoted by C3 and represented as a second emitter

teur dans les schémas de câblage des Fig. 2 et 4. Cet élément est connecté extérieurement à la base de Q35. Normalement, cet élément n'est pas négatif par rapport à la base de Q40, de sorte qu'aucun courant ne passe. Toutefois, lorsque la tension de sortie de l'amplificateur devient très voisine de zéro, cet élément commence à jouer le rôle d'un collecteur à mode inversé  in the wiring diagrams of Figs. 2 and 4. This element is connected externally to the base of Q35. Normally, this element is not negative with respect to the base of Q40, so that no current flows. However, when the output voltage of the amplifier becomes very close to zero, this element begins to act as a reverse mode collector.

(c'est la raison pour laquelle il est désigné par C3) et ab-  (this is why it is designated by C3) and ab-

sorbe du courant de manière à limiter l'excitation de la base de Q35. Cela empêche la saturation de Q40, tout en contrôlant  sorb of the current so as to limit the excitation of the base of Q35. This prevents the saturation of Q40, while controlling

les points d'équilibre des autres transistors associés à Q35.  the balance points of the other transistors associated with Q35.

En fait, ce collecteur supplémentaire détecte la naissance d'une saturation dans Q40 et agit, par l'intermédiaire d'une  In fact, this additional collector detects the birth of a saturation in Q40 and acts, via a

boucle de réaction intérieure comprenant Q35/Q39, pour empe-  an inner feedback loop comprising Q35 / Q39, to prevent

cher une saturation additionnelle importante, tout en conti-  expensive additional saturation, while continuing to

nuant d'engendrer le signal de sortie correct. Il en résulte qu'une surcharge de l'ensemble de l'amplificateur est évitée et que la tension de sortie peut être ramenée à une valeur très proche de zéro bien qu'une unique tension d'alimentation  to generate the correct output signal. As a result, an overload of the entire amplifier is avoided and the output voltage can be reduced to a value very close to zero although a single supply voltage

soit utilisée.be used.

Sous un autre aspect de l'invention, le signal de sor-  In another aspect of the invention, the output signal

tie de Q40 est de préférence engendré à partir d'un collecteur séparé C formé dans un bouchon n+ profond pénétrant jusqu'à la couche enterrée. Cette connexion de Kelvin évite les effets de la chute de tension à travers la résistance interne entre  Q40 is preferably generated from a separate manifold C formed in a deep n + plug penetrating to the buried layer. This Kelvin connection avoids the effects of voltage drop across the internal resistance between

le collecteur classique C1 et la couche enterrée.  the conventional collector C1 and the buried layer.

Si l'on se réfère maintenant à la fois aux Fig. 5 et 6 et à l'angle supérieur gauche de la Fig. 2A,.on peut voir que  Referring now to both Figs. 5 and 6 and at the upper left corner of FIG. 2A, we can see that

le convertisseur suivant l'invention comprend un réseau de po-  the converter according to the invention comprises a network of po-

larisation original extremement efficace utilisant des tran-  the original, extremely efficient use of

sistors PNR latérau:, qui engendrent les courants de niveau rel.ti1s'eent 'levé exiaés par le montage I L, la porte de  Lateral PNR sistors, which generate the relatively high level currents exiected by the assembly I L, the gate of

commande ECL (logique à couplage par l'émetteur) 20 et l'ali-  ECL (transmitter-coupled logic) 20 and the

mentation de référence pour les sources de courant Q20 à Q27. L'unique transistor d'alimentation de polarisation Q75 est muni de collecteurs fractionnés proportionnés aux courants  reference for current sources Q20 to Q27. The unique Q75 bias supply transistor is provided with split collectors proportional to the currents

de polarisation respectifs nécessaires et on le fait délibéré-  respective polarization requirements and it is deliberately

ment fonctionner avec une infection de haut niveau. Dans ces conditions, P et I (total) forment un produit constant, c c'est-à-dire qu'on a f IcT = K. L'un des collecteurs, 60, est connecté à un réflecteur de courant 62 également relié à la base de Q75. Plus précisémentt comme représenté sur la Fig.6,  to work with a high-level infection. Under these conditions, P and I (total) form a constant product, i.e. Af IcT = K. One of the collectors, 60, is connected to a current reflector 62 also connected to the base of Q75. More specifically, as shown in FIG.

le collecteur 60 est connecté à la base d'un transistor de ré-  the collector 60 is connected to the base of a resistor transistor.

action Q73, dont le collecteur est relié à la base de Q75. Le collecteur 60 et l'émetteur de Q75 sont connectés à une paire de transistors Q76 et Q77, dont les émetteurs respectifs sont  action Q73, whose collector is connected to the base of Q75. The collector 60 and the Q75 emitter are connected to a pair of transistors Q76 and Q77, whose respective emitters are

dans un rapport de superficie de 1,25: 1, pour établir ce mê-  in an area ratio of 1.25: 1, to establish this same

me rapport entre les courants respe-ctifs qui les traversent.  the relationship between the respe ctive currents that cross them.

Le courant combiné est appliqué au conducteur omnibus de l'in-  The combined current is applied to the omnibus driver of the in-

jecteur principal I2L (Ce conducteur omnibus est la plus posi-  I2L main wheel (This bus driver is the most

tive des deux connexions d'alimentation du montage I L et est relié à tous les éléments de I 2L indiqués schématiquement sous  of the two power supply connections of the I L circuit and is connected to all the elements of I 2L indicated schematically under

la forme d'émetteurs symbolisés par des demi-flèches; la bor-  the form of emitters symbolized by half-arrows; the border

ne la plus négative est la couche enterrée).  the most negative is the buried layer).

Avec la réaction de réflecteur de courant représentée,  With the current reflector reaction shown,

le courant de base IB de Q75 sera - IcT.M, 0o V est la pro-  the basic current IB of Q75 will be - IcT.M, 0o V is the

portion de courant de collecteur total dans le collecteur 60 et, M le rapport du réflecteur de courant. Etant donné que est défini comme étant égal à I T/IB, on peut en déduire que  portion of total collector current in the collector 60 and M the ratio of the current reflector. Since is defined as being equal to I T / IB, it can be deduced that

M! = I c/K o K est la constante précédemment décrite résul-  M! = I c / K o K is the previously described constant

tant des caractéristiques de conception initiale du dispositif.  both of the initial design features of the device.

Ainsi, en ajustant convenablement i. et M en fonction des exi-  Thus, by properly adjusting i. and M according to the requirements

gences des différentes sections de circuit fournissant les cou-  of the different sections of the circuit providing the

rants de polarisation, c'est-à-dire en fixant les superficies  polarization, that is to say by fixing the areas

relatives des émetteurs respectifs de Q76 et Q77 et des col-  respective issuers of Q76 and Q77 and

lecteurs fractionnés de Q75, on peut obtenir des courants de  fractional readers of Q75, one can get currents of

polarisation stables pour les sections de circuit individuel-  stable polarization for individual circuit sections-

les. En outre, comme on peut le voir d'après la Fig.5, le mon-  the. Moreover, as can be seen from Fig.

tage du circuit utilise la totalité du courant à des fins de polarisation, sans perte. En fait, le circuit récupère à la  The circuit uses the entire current for polarization purposes, without loss. In fact, the circuit recovers at the

fois le courant de base et le courant de collecteur du tran-  the base current and the collector current of the tran-

sistor de réaction pour les utiliser comme source de courant à des fins de polarisation. La Fig. 6 a été disposée à côté de  Reaction sistor to use them as a current source for polarization purposes. Fig. 6 was arranged next to

la Fig. 5 pour permettre une comparaison facile de la présen-  FIG. 5 to allow an easy comparison of the present

tation sous forme de schéma symbolique avec le montage effec-  in the form of a symbolic diagram with the actual editing

tif.tif.

R E V E N DI C ATI ON SR E V E N DI C ATI ON S

1 - Convertisseur numérique-analogique à circuit inté-  1 - Digital-to-analog converter with integrated circuit

gré, caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation en é-  characterized in that it includes a feed in

nergie produisant une tension de courant continu unipolaire par rapport au pocentiel de référence d'une borne de référence; plusieurs sources de courant destinées à être activées suivant une configuration correspondant à un signal numérique appliqué et recevant de l'énergie de ladite alimentation en énergie;  energy producing a unipolar DC voltage with respect to the reference potential of a reference terminal; a plurality of current sources for activation in a configuration corresponding to a digital signal applied and receiving energy from said power supply;

des moyens couplés avec lesdites sources de courant pour pro-  means coupled with said current sources for

duire, à partir des courants de celles-ci, un signal analogi-  from the currents of these, an analog signal

que unipolaire par rapport audit potentiel de référence et cor-  unipolar with respect to said reference potential and cor-

respondant en grandeur à la configuration d'activation desdites  corresponding in size to the activation configuration of said

sources; et un amplificateur tampon excité par ladite alimen-  sources; and a buffer amplifier excited by said power supply

tation en énergie et comportant un circuit d'entrée qui reçoit 13 ledit signal analogique et un circuit de sortie pour produire une tension de sortie par rapport audit potentiel de référence  and having an input circuit which receives said analog signal and an output circuit for producing an output voltage with respect to said reference potential.

en fonction dudit signal analogique; ledit amplificateur tam-  according to said analog signal; said tamper amplifier

pon comprenant des composants de montage propres à produire  pon including own mounting components to produce

ledit signal de sortie pratiquement dans toute la gamme compri-  said output signal substantially throughout the entire range of

se entre ledit potentiel de référence et un second potentiel.  between said reference potential and a second potential.

2 - Convertisseur suivant la revendication 1, caractéri-  2 - Converter according to claim 1, characterized

sé en ce que lesdits composants de montage comprennent un tran-  in that said mounting components comprise a tran-

sistor d'excitation et des moyens de détection pour détecter la naissance d'une saturation dans ce transistor et produire un signal de saturation correspondant; et des moyens de réaction  excitation sistor and detection means for detecting the birth of a saturation in this transistor and producing a corresponding saturation signal; and reaction means

couplés avec lesdits moyens de détection et capables, en ré-  coupled with said detection means and capable, in

ponse audit signal de saturation, de réduire le niveau du si-  in response to said saturation signal, to reduce the level of

gnal appliqué audit transistor d'excitation lorsque la satura-  applied to said excitation transistor when the saturation

tion commence à se produire et d'engendrer une tension de sortie A des niveaux sensiblement égaux audit potentiel de référence  begins to occur and to generate an output voltage at levels substantially equal to said reference potential

lorsque ledit signal analogique est sensiblement à zéro.  when said analog signal is substantially zero.

3 - Convertisseur suivant la revendication 2, caractéri-  3 - Converter according to claim 2, characterized

sé en ce que le potentiel de référence est le potentiel de la masse.  in that the reference potential is the potential of the mass.

4 - Convertisseur suivant la revendication 3, carac-  4 - Converter according to claim 3, characterized

térisé en ce que lesdits moyens de détection comprennent un second émetteur prévu dans ledit transistor d'excitation et qui est normalement non conducteur, mais commence à tirer du courant lorsque son potentiel se rapproche du potentiel de la  characterized in that said detecting means comprises a second emitter provided in said excitation transistor and which is normally non-conductive, but begins to draw current when its potential approaches the potential of the

base dudit transistor au moment o le signal appliqué se rap-  base of said transistor at the moment when the applied signal is

proche de zéro.close to zero.

- Convertisseur suivant la revendication 4, caracté- risé en ce qu'il comprend un transistor excité sur sa base et qui produit un signal de sortie, qui est appliqué à l'entrée dudit transistor d'excitation; et des moyens connectant ledit second émetteur à la base dudit transistor excité sur sa base  Converter according to claim 4, characterized in that it comprises a transistor excited on its base and producing an output signal, which is applied to the input of said excitation transistor; and means connecting said second emitter to the base of said excited transistor on its base

pour limiter le courant de base de celui-ci lorsqu'on se rap-  to limit the base current of it when

proche de la saturation, de manière à limiter ainsi de façon  close to saturation, so as to limit

correspondante le signal appliqué audit transistor d'excita-  the signal applied to said excitation transistor

tion.tion.

6 - Convertisseur suivant la revendication 3, caracté-  Converter according to Claim 3, characterized

risé en ce que ledit transistor d'excitation comprend un pre-  in that said excitation transistor comprises a first

mier collecteur alimenté en courant; un second collecteur dif-  first collector supplied with current; a second different collector

fusé dans un bouchon n+ profond pénétrant jusqu'à la couche  rocket in a n + deep penetrating cap to the diaper

enterrée dudit transistor; et des moyens connectant ledit se-  buried of said transistor; and means connecting said se-

cond collecteur de manière à assurer la génération d'un signal  collector cond to ensure the generation of a signal

de sortie pour ledit amplificateur.output for said amplifier.

7 - Convertisseur suivant'la revendication 3, caractéri-  7 - Converter according to claim 3, characterized

sé en ce qu'il comprend une paire différentielle de transis-  in that it comprises a differential pair of transistors

tors; des moyens appliquant ledit signal analogique à l'un des transistors de ladite paire différentielle; et des moyens appliquant à l'autre transistor de ladite paire différentielle  tors; means applying said analog signal to one of the transistors of said differential pair; and means applying to the other transistor of said differential pair

un signal correspondant au signal de sortie de l'amplificateur.  a signal corresponding to the output signal of the amplifier.

8 - Convertisseur numérique-analogique à circuit inté-  8 - Digital-to-analog converter with integrated circuit

gré, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs transistors bi-  characterized in that it comprises a plurality of bi-directional transistors

polaires de source de courant; plusieurs résistances respecti-  polar current source; several resistances

vement connectées aux émetteurs desdits transistors pour dé-  connected to the emitters of said transistors for de-

terminer un passage de courant à travers chacun de ceux-ci en fonction de la valeur ohmicue de la résistance associée et  terminate a current flow through each of these depending on the ohmicue value of the associated resistance and

de la tension régnant entre la base du transistor correspon-  the voltage prevailing between the base of the corresponding transistor

dant et l'extremité de ladite résistance associée éloignée de l'émetteur associé; plusieurs circuits de transistor à mode inversé ayant chacun un collecteur connecté à l'émetteur de l'un desdits transistors bipolaires de source de courant; et plusieurs circuits de commande sensibles chacun à l'un des bits d'un signal d'entrée binaire et pouvant être commandés  the extremity of said associated resistor remote from the associated emitter; a plurality of inverted mode transistor circuits each having a collector connected to the emitter of one of said current source bipolar transistors; and a plurality of control circuits each responsive to one of the bits of a binary input signal and controllable

chacun de manière à diriger un sîgnal de commande correspon-  each to direct a control signal corresponding to

dait vers un circuit correspondant parmi lesdits circuits de transistor à mode inversé lorsque le bit considéré est dans un état binaire prédéterminé; lesdits circuits de transistor à mode inversé comprenant des moyens capables, en réponse audit  to a corresponding one of said reverse mode transistor circuits when the considered bit is in a predetermined binary state; said inverted mode transistor circuits comprising means capable, in response to said

signal de commande, d'activer le collecteur associé pour absor-  control signal, to activate the associated collector to absorb

ber le courant passant normalement à travers l'émetteur du tran-  the current normally passing through the transmitter of the

sistor bipolaire, en empêchant ainsi le passage de ce courant  bipolar sistor, thus preventing the passage of this current

dans le collecteur du transistor de source de courant corres-  in the collector of the current source transistor corresponding to

pondant.laying.

9 - Convertisseur numérique-analogique à circuit inté-  9 - Digital-to-analog converter with integrated circuit

gré, caractérisé en ce qu'il comprend: plusieurs sources de  characterized in that it comprises: several sources of

courant a transistor comportant chacune une résistance d'émet-  transistor current each having an emitter resistance

teur pour déterminer le niveau de courant à travers elle; un conducteur omnibus de résistances d'émetteur interconnectant les extrémités desdites résistances qui sont éloignées desdits  to determine the level of current through it; an emitter resistance bus conductor interconnecting the ends of said resistors which are remote from said

transistors; un conducteur omnibus de bases pour lesdits tran-  transistors; a basic bus driver for said tran-

sistors; une alimentation de référence à bande interdite com-  sistors; a reference power supply with a bandgap com-

prenant au moins deux transistors d'alimentation alimentés  taking at least two powered supply transistors

avec des densités de courant différentes et pouvant être com-  with different current densities and which can be

mandée de telle manière qu'elle établisse une tension de réfé-  in such a way that it establishes a reference voltage

rence de bande interdite au moins sensiblement non affectée par des variations de température; des moyens pour engendrer  forbidden band gap at least substantially unaffected by temperature variations; means to generate

un courant de référence proportionnel à ladite tension de ré-  a reference current proportional to said resistor voltage

férence; un transistor de référence adapté auxdites sources  ference; a reference transistor adapted to said sources

de courant A transistor; une résistance branchée entre l'émet-  current transistor; a resistance connected between the

teur dudit transistor de référence et ledit conducteur omnibus  said reference transistor and said omnibus driver

de résistances d'émetteur; des moyens connectant la base du-  transmitter resistors; means connecting the base of

dit transistor de référence audit conducteur omnibus de bases;  said reference transistor to said basic omnibus driver;

et des moyens amplificateurs pour comparer le courant traver-  and amplifier means for comparing the current passing through

sant ledit transistor de référence avec ledit courant de réfé-  said reference transistor with said reference current

rence et pour ajuster la tension d'au moins l'un desdits con-  and adjust the voltage of at least one of said

ducteurs omnibus de manière à maintenir les courants comparés  omnibus conductors so as to maintain the currents compared

égaux entre eux, en stabilisant ainsi les courants qui tra-  equal to each other, thus stabilizing the currents that

versent lesdits transistors de source de courant.  pour said current source transistors.

10 - Convertisseur numérique-analogique à circuit inté-  10 - Digital-to-analog converter with integrated circuit

gré, caractérisé en ce qu'il comprend, sur la même plaquette, un amplificateur tampon de sortie pour produire une tension de  characterized in that it comprises, on the same plate, an output buffer amplifier to produce a voltage of

* sortie correspondant à celle dudit convertisseur numérique-* output corresponding to that of said digital converter-

analogique; ledit amplificateur comportant: un circuit d'en-  analog; said amplifier comprising: an amplifier circuit

trée comprenant un jeu différentiel de deux transistors, dont  trea comprising a differential set of two transistors,

l'un est un transistor d'entrée et reçoit le signal analogi-  one is an input transistor and receives the analog signal

que de sortie du convertisseur numérique-analogique, et dont l'autre est un transistor de réaction destiné à recevoir un signal de réaction compensateur proportionnel à la tension de sortie de l'amplificateur; un circuit de sortie pour produire ladite tension de sortie, et un réflecteur de courant NPN comprenant une première paire de transistors dont les bases respectives sont interconnectées; un premier transistor de  as the output of the digital-to-analog converter, and the other of which is a feedback transistor for receiving a compensating feedback signal proportional to the output voltage of the amplifier; an output circuit for producing said output voltage, and an NPN current reflector comprising a first pair of transistors whose respective bases are interconnected; a first transistor of

ladite première paire ayant son émetteur connecté audit tran-  said first pair having its transmitter connected to said tran-

sistor d'entrée et le second transistor de ladite première pai-  input sistor and the second transistor of said first

re ayant son émetteur connecté audit transistor de réaction; un cinquième transistor couplant le collecteur dudit premier  re having its emitter connected to said feedback transistor; a fifth transistor coupling the collector of said first

transistor de ladite première paire aux bases communes de cel-  transistor of said first pair to the common bases of this

le-ci; un sixième transistor, dont la base est excitée par ledit second transistor de ladite-première paire; une seconde  the latter; a sixth transistor whose base is excited by said second transistor of said first pair; a second

paire de transistors dont les bases respectives sont intercon-  pair of transistors whose respective bases are intercon-

nectées; l'un des transistors de ladite seconde paire ayant son collecteur connecté aux bases communes de ladite première paire; le collecteur de l'autre transistor de ladite seconde paire étant connecté à sa base et à l'émetteur dudit sixième transistor; et des moyens couplant l'émetteur dudit autre transistor de ladite seconde paire audit circuit de sortie pour faire varier la tension de sortie de l'amplificateur en fonction de celle du convertisseur numérique-analogique.  nectées; one of the transistors of said second pair having its collector connected to the common bases of said first pair; the collector of the other transistor of said second pair being connected to its base and the emitter of said sixth transistor; and means coupling the emitter of said other transistor of said second pair to said output circuit to vary the output voltage of the amplifier according to that of the digital-to-analog converter.