[發明專利]用于升壓開關的系統和方法

有效

• 申請號: 201310243332.8
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103516332A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: J.L.切巴洛斯;C.賴因德爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03H19/00
• 分類號: H03H19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬紅梅;王忠忠

技術領域

本發明一般地涉及半導體電路和方法，并且更特別地涉及一種用于升壓開關的系統和方法。

背景技術

開關電容電路被用在范圍從音頻A/D轉換器到模擬濾波器電路的各種應用中。在其最基本的級別，開關電容電路在電荷域中通過對電容器上的電荷進行采樣來執行模擬信號處理。通過使用反饋放大器、開關器件以及比例電容器的組合，即使在存在大量的分量值變化的情況下也可以精確地表示各種采樣模擬傳遞函數。

因為半導體工藝的幾何結構一直在微縮，并且因為對低功率器件的需求一直在增加，所以出于防止較小幾何結構器件的器件擊穿和損壞并且為了降低功率消耗，一直存在電源電壓的對應減少。為了維持開關電容電路的凈空高度，各種電源和時鐘升壓技術已被采用來操作開關晶體管。例如，考慮到1.2?V電源電壓和0.7?V晶體管閾值，如果1.2V的全電源電壓被用來接通晶體管則NMOS開關晶體管將僅具有約0.5?V的依從范圍。另一方面，如果升壓電源或升壓門信號被例如用來產生2V門驅動，則開關晶體管可以在包含整個1.2?V電源范圍的依從范圍上操作。

然而，即使在較低的電源電壓情況下，仍然存在對可在存在具有例如在工業和汽車應用中可能超過所提供的電源電壓的電壓的輸入信號情況下操作的開關電容電路的需要。

發明內容

依照實施例，方法包括激活第一半導體開關，所述第一半導體開關具有耦合到自舉電路的第一輸入端的第一開關節點、第二開關節點以及耦合到所述自舉電路的電容器的第一端的控制節點。電容器的第一端被耦合到自舉電路的第一輸入端并且電容器的第二端被設置為第一電壓。接下來，電容器的第一端與自舉電路的第一輸入端解耦，并且電容器的第二端被設置為第二電壓。控制節點被升壓到接通所述第一半導體開關的第一激活電壓。

本方面的一個或多個實施例的細節在下面在附圖和描述中被闡述。本發明的其它特征、目的以及優點從描述和圖中并且從權利要求中將是顯而易見的。

附圖說明

為了更徹底地理解本發明及其優點，現對結合附圖進行的以下描述進行參考，在附圖中：

圖1圖示了根據本發明的實施例的開關電容電路；

圖2a-c圖示了實施例升壓時鐘相位發生器和關聯的波形；

圖3a-b圖示了具有保護器件的實施例時鐘升壓器電路；以及?

圖4a-d圖示了耦合到實施例時鐘發生電路的實施例開關電容電路和關聯的定時圖。

除非另外指示，否則不同圖中的對應數字和符號通常指代對應的部分。圖被繪制來清楚地圖示優選實施例的相關方面并且未必按比例繪制。為了更清楚地圖示某些實施例，指示相同結構、材料或過程步驟的變化的字母可以緊跟圖號之后。

具體實施方式

在下面詳細地討論了目前優選的實施例的制造和使用。然而，應該了解的是，本發明提供了能夠以各種各樣的特定上下文來體現的許多適用的發明構思。所討論的特定實施例僅僅說明做出和使用本發明的特定方式，并且不限制本發明的范圍。

將相對于特定上下文中的實施例，即配置成在諸如在有噪聲的工業或汽車環境中發現的那些之類的寬范圍的共模輸入電壓上操作的差分開關電容放大器來對本發明進行描述。然而，本發明還可以被應用于利用升壓開關的其他類型的開關電容電路和系統。

在實施例中，諸如放大器或積分器之類的開關電容電路在兩個電壓域中操作：在開關電容電路的輸入端處的高壓域以及開關電容電路的放大器內部的低壓域。在輸入端至電路的高壓域中，自舉時鐘相位發生器被用來確保輸入開關在大的共模電壓范圍上保持依從。在利用差分輸入的實施例中，如果峰值差分電壓是低的例如直到20?mV，則具有耦合到例如經由分壓器得到的共模輸入電壓的自舉偏置節點的單自舉時鐘相位發生器可以用于每個差分輸入。替換地，自舉時鐘相位發生器可以被分配給每個差分輸入，其中每個自舉時鐘相位發生器具有被耦合到該開關電容電路的其相應的差分輸入端子的自舉偏置節點。