[实用新型]采样保持开关电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，更具体地涉及一种对模拟信号进行采样的采样保持开关电路。

背景技术

现今高速高精度的ADC（Analog-to-Digital Converter，模数变换器）电路中，采样保持开关电路是整个转换器设计的瓶颈，而采样场效应管又是采样电路中不可或缺的组成部分，采样场效应管的速度和精度在很大程度上决定了采样保持开关电路的整体性能。在深亚微米工艺条件下，连接输入信号的采样场效应管连接有栅电压自举的结构，以降低采样场效应管的导通电阻，并降低采样场效应管的非线性且扩大输入信号范围。但随着采样频率的增高，传统结构的采样场效应管的线性度不断下降，制约了采样保持开关电路的动态范围，无法满足高速度，高性能模数转换器对采样信号动态性能的要求。

因此，有必要提供一种改进的采样保持开关电路来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采样保持开关电路，该采样保持开关电路减小了采样场效应管由于栅源电压随输入信号变化产生的非线性，同时消除了采样场效应管的体效应，进一步提高了采样场效应管的线性度，提高了采样保持开关电路的动态范围。

为实现上述目的，本实用新型提供一种采样保持开关电路，其包括时钟产生子电路、栅压自举单元、采样场效应管及保持电容，所述时钟产生子电路具有分别和所述栅压自举单元连接的第一输出端和第二输出端，且所述第一输出端和第二输出端输出互补的两时钟脉冲，所述栅压自举单元还分别和外部电源及采样场效应管连接，所述栅压自举单元的两输出端分别与采样场效应管的栅极及一个漏/源极连接，以为所述采样场效应管提供固定的栅源电压，信号输入端与所述采样场效应管的一个漏/源极连接，以输入外部模拟信号至所述采样场效应管，所述采样场效应管的另一个漏/源极与信号输出端连接，以输出采样后的模拟信号，所述保持电容一端与信号输出端连接，另一端接地，以保持采样后的模拟信号；其中，所述采样保持开关电路还包括衬底选择子电路，所述衬底选择子电路分别与所述信号输入端、信号输出端及采样场效应管的衬底连接，所述衬底选择子电路根据输入模拟信号与输出模拟信号的电压值的大小选择信号输入端或信号输出端连接所述采样场效应管的衬底，以消除采样场效应管的体效应。

较佳地，所述衬底选择子电路包括比较器、跟随器、反向器、第一开关及第二开关；所述比较器的反相输入端与所述信号输入端连接，其正相输入端与所述信号输出端连接，其输出端与所述跟随器及反相器的输入端连接；所述第一开关的一端与信号输入端连接，所述第二开关的一端与信号输出端连接，所述第一开关与第二开关的另一端均与所述采样场效应管的衬底连接；且所述跟随器的输出端与所述第一开关的控制端连接，所述反向器的输出端与所述第二开关的控制端连接。

较佳地，所述第一开关与第二开关均在其控制端的电压为高电平时闭合，控制端电压为低电平时断开。

较佳地，所述采样场效应管为N型场效应管。

较佳地，所述栅压自举单元包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管及自举电容，所述第一输出端和所述第二场效应管及所述第三场效应管的栅极连接，所述第二输出端和所述第一场效应管及所述第八场效应管的栅极连接；所述自举电容的一端分别和所述第一场效应管的漏极及所述第二场效应管的源极连接，所述自举电容的另一端和所述第四场效应管的漏极及所述第五场效应管的源极连接，所述第五场效应管的漏极通过所述防泄漏子电路及第八场效应管接地，外部电源和所述第三场效应管的源极及第四场效应管的源极连接，第六场效应管的漏极和第七场效应管的源极与所述采样场效应管的一个漏/源极连接，所述采样场效应管的栅极分别和所述第五场效应管的漏极及所述第四场效应管的栅极连接。

较佳地，所述栅压自举单元还包括防泄漏子电路，所述防泄漏子电路连接于所述自举电容和地之间，且所述防泄漏子电路和时钟产生子电路及外部电源连接，当所述采样保开关电路由保持切换至采样时，所述防泄漏子电路切断所述自举电容和地之间的连接。

较佳地，所述防泄漏子电路包括第九场效应管和第十场效应管，且所述第九场效应管的栅极及所述第十场效应管的源极均和外部电源连接，所述第九场效应管的源极和所述第五场效应管的漏极连接，其漏极和所述第八场效应管的源极连接，所述第二输出端和所述第十场效应管的栅极连接，所述第十场效应管的漏极和所述第八场效应管的源极连接。