[发明专利]信号处理设备、滤波设备、信号处理方法和滤波方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包括涉及2007年7月18日向日本专利局递交的日本专利申请 JP 2007-187660的主题，将其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种信号处理设备、滤波设备、信号处理方法和滤波方法。

背景技术

近年来，随着CMOS工艺使得小型化成为可能，晶体管的工作速度得 以提高，同时，被提供用于操作晶体管的电源电压已经降低。虽然这种电 源电压的降低在一些情况下在电路设计方面造成了制约，但是在由该电源 电压的降低引起的电路设计方面难以对电荷畴(charge domain)滤波电 路造成制约，因此，预期电荷畴滤波电路的重要性在未来将进一步增加。

例如，当在相关领域中使用连续时间系统CMOS电路的模拟电路在无 线通信设备中形成滤波电路、可变增益放大器等时，通常出现使得动态范 围特性不好或者特性变得不一致的问题。相反地，在2006IEEE国际固 态电路会议26.6“An 800MHz to 5GHz Software-Defined Radio Receiver  in 90nm CMOS”中描述的电荷畴滤波电路可以容易地应用于设于无线通 信设备中的滤波电路、可变增益放大器等，并且可以实现具有良好特性的 滤波电路或增益可变放大器。

具体地，在2006IEEE国际固态电路会议26.6“An 800MHz to 5GHz Software-Defined Radio Receiver in 90nm CMOS”中描述的电荷畴滤波 电路具有多个电容器以及用于基于控制信号将每个电容器电连接至输入 端子的多个开关，以使得不同的电容器依次对输入信号进行采样。例如， 这里CMOS电容器可用作所述电容器。

发明内容

但是，当随着CMOS工艺使得小型化成为可能而使得晶体管的栅极氧 化膜变得非常薄时，在一些情况下，栅极氧化膜中的隧道电流会增加。因 此，在相关领域中使用该工艺的电荷畴滤波电路的工作期间，电流通过晶 体管的栅极而泄漏，并且信号分量衰减，从而导致滤波性能劣化。

此外，在具有多个包括多个电容器的滤波电路级的电荷畴滤波电路中， 在由包括在前端滤波电路级中的多个电容器采样的输入信号被抽选并传 送至后端滤波电路级的情况下，电容器的采样时间与输出时间之间的时间 差随着输入信号前进到后端滤波电路级而增加。结果，由电容器采样的输 入信号的总泄漏增加，并且存在输入信号显著劣化的情况。

因此，考虑到上述问题而提供本发明，并且期望提供一种新的改进的 信号处理设备、滤波设备、信号处理方法以及滤波方法，使得能够减小电 容器中的泄漏电流。

根据本发明的实施例，提供一种信号处理设备，具有：电容可变的可 变电容器，其中所述可变电容器是CMOS电容器；以及切换部分，用于 在采样模式、保持模式和输出模式之间切换电路模式，所述采样模式用于 使得可变电容器对输入信号进行采样，所述保持模式用于将通过对输入信 号进行采样而获得的电荷保持在可变电容器中，所述输出模式用于输出保 持在可变电容器中的电荷；其中，所述可变电容器包括：输入端子，在采 样模式时通过所述输入端子来输入输入信号；以及控制端子，在输出模式 中向所述控制端子输入第一控制信号，在保持模式中向所述控制端子输入 具有预定基准电压的第二控制信号，所述第一控制信号将所述可变电容器 的电容降低到低于采样模式中所述电容的值，其中在所述控制端子和所述 输入端子之间设有绝缘层。

在该配置中，可变电容器在采样模式中对输入端子的输入信号进行采 样，并在保持模式中保持通过采样获得的电荷。此外，在保持模式中，通 过在与输入端子之间设有绝缘层的可变电容器的控制端子来输入具有预 定基准电压的第二控制信号。因此，在保持模式中，在可变电容器的输入 端子与控制端子之间存在电势差，该电势差是与通过采样获得的电荷量相 对应的电压与控制端子的电压之间的电势差。此外，取决于电势差的程度， 在可变电容器的输入端子与控制端子之间可能存在泄漏电流。因此，在保 持模式中向可变电容器的控制端子输入具有预定基准电压的第二控制信 号，从而可以将可变电容器的输入端子与控制端子之间的泄漏电流调整到 与预定基准电压相对应的量。