[发明专利]用于升压开关的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及半导体电路和方法，并且更特别地涉及一种用于升压开关的系统和方法。

背景技术

开关电容电路被用在范围从音频A/D转换器到模拟滤波器电路的各种应用中。在其最基本的级别，开关电容电路在电荷域中通过对电容器上的电荷进行采样来执行模拟信号处理。通过使用反馈放大器、开关器件以及比例电容器的组合，即使在存在大量的分量值变化的情况下也可以精确地表示各种采样模拟传递函数。

因为半导体工艺的几何结构一直在微缩，并且因为对低功率器件的需求一直在增加，所以出于防止较小几何结构器件的器件击穿和损坏并且为了降低功率消耗，一直存在电源电压的对应减少。为了维持开关电容电路的净空高度，各种电源和时钟升压技术已被采用来操作开关晶体管。例如，考虑到1.2 V电源电压和0.7 V晶体管阈值，如果1.2V的全电源电压被用来接通晶体管则NMOS开关晶体管将仅具有约0.5 V的依从范围。另一方面，如果升压电源或升压门信号被例如用来产生2V门驱动，则开关晶体管可以在包含整个1.2 V电源范围的依从范围上操作。

然而，即使在较低的电源电压情况下，仍然存在对可在存在具有例如在工业和汽车应用中可能超过所提供的电源电压的电压的输入信号情况下操作的开关电容电路的需要。

发明内容

依照实施例，方法包括激活第一半导体开关，所述第一半导体开关具有耦合到自举电路的第一输入端的第一开关节点、第二开关节点以及耦合到所述自举电路的电容器的第一端的控制节点。电容器的第一端被耦合到自举电路的第一输入端并且电容器的第二端被设置为第一电压。接下来，电容器的第一端与自举电路的第一输入端解耦，并且电容器的第二端被设置为第二电压。控制节点被升压到接通所述第一半导体开关的第一激活电压。

本方面的一个或多个实施例的细节在下面在附图和描述中被阐述。本发明的其它特征、目的以及优点从描述和图中并且从权利要求中将是显而易见的。

附图说明

为了更彻底地理解本发明及其优点，现对结合附图进行的以下描述进行参考，在附图中：

图1图示了根据本发明的实施例的开关电容电路；

图2a-c图示了实施例升压时钟相位发生器和关联的波形；

图3a-b图示了具有保护器件的实施例时钟升压器电路；以及 

图4a-d图示了耦合到实施例时钟发生电路的实施例开关电容电路和关联的定时图。

除非另外指示，否则不同图中的对应数字和符号通常指代对应的部分。图被绘制来清楚地图示优选实施例的相关方面并且未必按比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变化的字母可以紧跟图号之后。

具体实施方式

在下面详细地讨论了目前优选的实施例的制造和使用。然而，应该了解的是，本发明提供了能够以各种各样的特定上下文来体现的许多适用的发明构思。所讨论的特定实施例仅仅说明做出和使用本发明的特定方式，并且不限制本发明的范围。

将相对于特定上下文中的实施例，即配置成在诸如在有噪声的工业或汽车环境中发现的那些之类的宽范围的共模输入电压上操作的差分开关电容放大器来对本发明进行描述。然而，本发明还可以被应用于利用升压开关的其他类型的开关电容电路和系统。

在实施例中，诸如放大器或积分器之类的开关电容电路在两个电压域中操作：在开关电容电路的输入端处的高压域以及开关电容电路的放大器内部的低压域。在输入端至电路的高压域中，自举时钟相位发生器被用来确保输入开关在大的共模电压范围上保持依从。在利用差分输入的实施例中，如果峰值差分电压是低的例如直到20 mV，则具有耦合到例如经由分压器得到的共模输入电压的自举偏置节点的单自举时钟相位发生器可以用于每个差分输入。替换地，自举时钟相位发生器可以被分配给每个差分输入，其中每个自举时钟相位发生器具有被耦合到该开关电容电路的其相应的差分输入端子的自举偏置节点。