[发明专利]可重新配置的低功率和低功率栅极引导电路

说明书

本公开涉及可重新配置的低功率和低功率栅极引导电路。采样电路包括开关电路和栅极升压电路。开关电路包括开关电路，包括用于接收输入电压的开关输入、栅极输入和开关输出。栅极升压电路为开关电路的栅极输入提供升压时钟信号。升压时钟信号的升压电压通过电压偏移跟踪所述输入电压。栅极升压电路包括耦合在第一电路节点和第二电路节点之间的单个升压电容。高电源电压施加到第一电路节点并且输入电压施加到所述第二电路节点，以在单个升压电容上产生升压电压。

背景技术

信号采集可以是离散时间信号处理的重要步骤。获得的信号的完整性通常限制了离散时间信号调理电路、模数转换器、开关帽滤波器等的整体电路性能。图1A是基本开关电容器(或开关电容器)采样电路105的电路图，其中开关是传输栅极(T栅极)，其容纳从轨到轨的输入信号。T栅极包括n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管102和p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管104。电容器代表T栅极的负载，并且信号Q代表采样时钟信号。图1B是图1A中的T栅极的导通阻抗R_ON的图示。理想情况下，R_ON很小，输入电压VIN的变化尽可能平坦，因此采样信号的失真最小。实际上，当输入信号VIN恰好处于低VIN和高VIN之间的中间值时，T栅极RON要高得多，其中PMOS和NMOS晶体管由于相对大的阈值电压V_TH而几乎不导通。当供电电压低时，如在先进的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中那样，尤其如此。因此，需要改进采样电路的性能。

发明内容

本发明一般涉及用于电子信号的离散时间信号处理的采样电路。采样电路例子包括开关电路和栅极升压电路。开关电路包括开关电路，包括用于接收输入电压的开关输入、栅极输入和开关输出。栅极升压电路为开关电路的栅极输入提供升压时钟信号。升压时钟信号的升压电压通过电压偏移跟踪所述输入电压。栅极升压电路包括耦合在第一电路节点和第二电路节点之间的单个升压电容。高电源电压施加到第一电路节点并且输入电压施加到所述第二电路节点，以在单个升压电容上产生升压电压。

该部分旨在提供本专利申请的主题的概述。其目的不是提供对本发明的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

在附图中，不一定按比例绘制，相同的附图标记可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。

图1A是采样电路的基本开关电容器的电路图。

图1B是图1A的传输门的ON阻抗的图示。

图2是采样电路的示例的电路图。

图3是与图2的采样电路的操作相关的波形的图示。

图4是采样电路的另一个例子的电路图。

图5是逐次逼近模数转换器的示例的功能框图。

具体实施方式

如前所述，采样电路的导通阻抗不理想。图2是采样电路的示例的电路图，该采样电路使得开关的导通阻抗R_ON在预期输入电压的范围内更平坦。采样电路205包括三个升压电容器206、208和210。时钟信号Q和反相时钟信号QB被提供给两个升压电容器。使用电容器210将输入电压VIN与时钟信号组合以产生升压电压Q-BST。升压电压驱动NMOS采样开关212(MN1)的栅极。由于升压电压，晶体管214、216、218、220和222是更高电压、厚栅极器件，如图中由晶体管栅极的较暗线所示。

图3是与图2的采样电路的操作相关的波形的图示。从图3中可以看出，升压时钟Q_BST主要跟踪输入信号VIN。因此，图2中的电路的采样开关MN1具有稳定的栅极-源极电压，而与输入电压VIN的值无关。稳定的栅极-源极电压使R_ON相对恒定。尽管图2的电路205在图1A的电路上提供了采集线性度的显着改善，但是由于三个升压电容器并且由于与厚栅极器件相关的若干寄生电路效应而导致功耗和面积饥饿。