[发明专利]一种栅压自举开关电路

说明书

一种栅压自举开关电路，属于模拟集成电路领域。电荷泵电路用于为第五电容和第六电容充电使其存储电荷量恒定，栅压提升电路和栅压降低电路用于改变NMOS开关管和PMOS开关管的栅端电压以实现其栅源电压为恒定值，开关电路用于控制电荷泵电路的充电以及栅压提升电路和栅压降低电路的开启和关闭。本发明利用NMOS开关管和PMOS开关管同时将输入信号连接到输出，降低了开关的导通电阻；通过利用NMOS开关管和PMOS开关管并联的方式，使得NMOS开关管和PMOS开关管由于时钟变化引起的沟道电荷注入效应互相抵消，时钟馈通效应也互相抵消，从而提高了开关的线性度；通过采用二极管对电容进行充电，使电路不存在过压器件，提高了电路的可靠性。

技术领域

本发明属于模拟集成电路设计领域，具体涉及一种栅压自举开关电路。

背景技术

随着现代通讯技术的不断发展，以及人们对通信速度要求的不断提高，在通信系统中模拟信号的频率不断提高，将模拟信号转换成数字信号的要求不断提高，也就要求模数转换器在对模拟信号进行采样时要有更高的线性度，这就需要用到栅压自举电路。

传统的栅压自举开关电路结构如图1所示，由主开关管M_s和栅压自举电路构成，其中栅压自举电路包括电容C₇～C₈和MOS晶体管M₁～M₁₁。其工作原理为：

(1)关断相：当CLK为低电平，CLKB为高电平时，M₃导通，C₇下极板连接到地，C₈上极板电压为2倍电源电压VDD，使M₂导通，使C₇中存储了C₇×VDD的电量；M₆关断，M₅将M₄的栅极连接到电源电压VDD，使M₄关断；CLKB为高电平，使M₁₁关断，M₁₀导通，将M₉源极连接至地，使M₉导通，将主开关管M_s的栅极连接至地，则M₇～M₉和M_s关断。

(2)导通相：当CLK转换为高电平，CLKB为低电平时，M₃关断，M₁导通，使C₈存储C₈×VDD的电量；CLKB为低电平，使M₁₀关断，M₁₁导通，将M₉源极连接至电源电压VDD，使M₉关断；CLK转换为高电平，使M₅关断，M₆导通，将M₄的栅极拉低，则M₄导通，进而使M₈导通，输入信号经过M₈接至C₇下极板，由于电容C₇上存储的电荷在时钟CLK转换过程中没有放电回路，存储在电容C₇上的电荷保持不变，则电容C₇上极板的电压就会同步上升，直到其值等于V_in+VDD，此时主开关管M_s的栅端电压V_D＝V_in+VDD，则主开关管M_s的栅源电压V_GS为：

V_GS＝V_D-V_in＝V_in+VDD-V_in＝VDD

主开关管的导通电阻为：