[发明专利]应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关

摘要

一种应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关，包括：时钟升压器、栅源电压跟随器、导通开关和充放电增强电路，时钟升压器产生数倍的电源电压，对电容充电；栅源电压跟随器在导通开关闭合时将电容连接在其栅源极之间，保持在不同电压输入下相对恒定的栅源电压差；充放电增强电路增加在开关切换时的充电或放电回路，缩短关断和开启时间，减小导通开关栅极的寄生电容，从而减少电容上存储电荷的损耗，并且不再需要使用高压MOS管，与此同时实现了高线性度的采样(能在65纳米CMOS工艺下超过一千兆赫兹采样率并且获得大于95分贝的无杂散动态范围)。这种结构没有引入复杂的逻辑控制电路，不会增加芯片面积，而且不需要提高时钟缓冲器的要求。

主权项

一种应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关，包括：时钟升压器、栅源电压跟随器、导通开关和充放电增强电路，其特征在于：时钟升压器产生数倍的电源电压，对电容充电；栅源电压跟随器在导通开关闭合时将电容连接在其栅源极之间，保持在不同电压输入下相对恒定的栅源电压差；充放电增强电路增加在开关切换时的充电或放电回路，其中：所述时钟升压器包含一个反相器(I1)、两个NMOS管(M1)和(M2)、两个电容(C1)和(C2)；反相时钟信号连接到电容(C1)的下极板，经过反相器(I1)连接到电容(C2)的下极板；(M1)和(M2)的漏极连接到电源，其栅极连接到彼此的源极，并且分别连接电容(C1)和(C2)的上极板；所述栅极电压跟随器包含五个NMOS管(M3)、(M4)、(M6)、(M8)和(M9)、两个PMOS管(M5)和(M7)、一个电容(C3)，其中：NMOS管(M3)的栅极与时钟升压器中NMOS管(M2)的栅极连接，漏极连接电源，源极连接电容(C3)的上极板，NMOS管(M4)的栅极由反相时钟信号控制，源极连接到地，漏极连接电容(C3)的下极板；PMOS管(M7)的源极和漏极分别连接电容(C3)的上极板和NMOS管(M9)的栅极，NMOS管(M9)的漏极和源极分别连接电容(C3)的下极板和输入端；NMOS管(M6)的栅极由正相时钟信号控制，漏极连接(M7)的栅极，源极连接电容(C3)的下极板；(M8)的栅极和(M9)的栅极相连，漏极连接(M7)的栅极，源极连接电容(C3)的下极板；(M5)的栅极由正相时钟信号控制，源极连接电源，漏极连接(M7)的栅极；所述导通开关包含一个NMOS管(M10)，其源极和漏极分别连接到输入端和输出端，栅极与栅极电压跟随器中NMOS管(M9)的栅极相连；所述充放电增强电路包含两个NMOS管(M13)和(M14)，其中：(M13)的栅极由正相时钟信号控制，漏极连接电源，源极连接PMOS管(M7)的漏极；NMOS管(M14)的栅极由反相时钟信号控制，漏极连接(M9)的栅极，源极连接(M9)的漏极。