[发明专利]一种用于补偿非线性电容以尽量减小谐波失真的电路

说明书

技术领域：

本发明涉及晶体管的寄生电容，特别是在跟踪和保持（T/H）电路或与T/H电路相结合的其他电路中。更具体地，本发明涉及最小化T/H和其他电路中非线性电容的电路和方法。

背景技术：

T/H电路用于根据输入保持一个恒定幅度的输出，例如在一个模拟-数字转换器（ADC）中。因此，T/H电路可能对系统精度要求较高，包括由ADC创建的任何数据的精度。该T/H电路通常工作在两种不同的模式中，即“跟踪模式”和“保持模式”。在跟踪模式下，T/H电路一般作为输入电压跟随器。在保持模式下，T/H电路在时间保持模式启动时保持此输入信号作为输出信号。T/H电路通常通过简单的触发器在模式之间切换。当T/H电路被触发回跟踪模式时，T/H电路的输出恢复为输入电压。

有许多已知的T/H电路。例如，一个简单的T/H电路可以通过使用金属氧化物半导体（MOS）晶体管和一个电容创建。这种简单的MOS晶体管T/H电路的一个缺点是：晶体管的寄生电容随着晶体管结两端的电压非线性变化。寄生电容尤其在跟踪模式期间对电路影响较大，此时晶体管导通并且输入电压的变化引起电容变化。寄生电容的变化与MOS晶体管T/H电路的其余部分相互影响，引起T/H电路的输出产生谐波失真。

一种已知的解决寄生电容问题的方法是提供额外的电路，使得寄生二极管保持一个恒定的反向偏置。一些T/H电路采用运算放大器以防止晶体管结处的电压差，从而使寄生结电容线性变化。然而，这种方法不仅需要更多的空间、成本更高，而且可以应用这种方法的电路也有限制。

鉴于上述情况，需要提供一种简单的、低成本特别是在简单的T/H电路中可以使晶体管的寄生电容线性化的电路。

还需要提供不需要使用特定工艺技术并且可以使晶体管的寄生电容线性化的电路。

另外，还需要提供一种用于补偿非线性电容以尽量减少T/H电路和非T/H电路谐波失真的方法。

发明内容：

因此，本发明的第一个目的是提供一种简单的、低成本特别是在简单的T/H电路中可以使晶体管的寄生电容线性化的电路。

本发明的第二个目的是提供一种不需要使用特定工艺技术并且可以使晶体管的寄生电容线性化的电路。

本发明的第三个目的是提供一种用于补偿非线性电容以尽量减少T/H电路和非T/H电路谐波失真的方法。

本发明的技术解决方案：

根据本发明的这些和其它目的，提供了一种操作简单、成本低并且独立于特定工艺技术可以使晶体管的寄生电容线性化的电路。在本发明的一个实例中，二极管分别耦合在偏置电压与该晶体管的源极、漏极之间。附加的二极管使寄生电容线性化，从而使得总电容保持相对恒定。在另一个实例中，两个互补的晶体管被耦合在一起（即一个是p沟道，一个是n沟道），每一个晶体管的寄生电容使得另一个晶体管的寄生电容线性化。

对比专利文献：CN2101345U无源式电源电流谐波失真抑制器091215965.0

附图说明：

图1是一种典型的跟踪和保持电路的简化示意图；

图2是图1中电路工作参数的一个典型曲线图；

图3是一个传统的n沟道MOSFET的集成电路结构的剖视图；

图4是图1电路中寄生电容随晶体管结两端电压变化的曲线图；

图5是一种采用运算放大器使晶体管结的寄生电容线性化的跟踪和保持电路；

图6是根据本发明的原则使寄生电容线性化的跟踪和保持电路的一个实例；

图7是根据本发明的原则综合晶体管寄生电容和补偿电容得到的电容随电压变化的曲线图；

图8是根据本发明的原则得到的一个补偿寄生电容的n沟道MOSFET集成电路结构的剖视图；

图9是根据本发明的原则使寄生电容线性化的跟踪和保持电路的另一个实例。

具体实施方式：

图1是一种典型的跟踪和保持电路的简化示意图。如图1所示，T/H电路100采用金属氧化物半导体（MOS）晶体管102和电容104。电阻106表示输入源阻抗。MOS晶体管102在漏极和源极也包括寄生结电容，图中用PJC二极管112和114分别表示。图中PJC二极管112和114用虚线方框示出，它们代表了MOS晶体管102的pn结。