[發明專利]采樣保持開關電路

無效

• 申請號: 201410019223.2
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103762986A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 楊保頂;鄒錚賢
• 申請（專利權）人: 四川和芯微電子股份有限公司
• 主分類號: H03M1/54
• 分類號: H03M1/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及集成電路領域，更具體地涉及一種對模擬信號進行采樣的采樣保持開關電路。

背景技術

現今高速高精度的ADC（Analog-to-Digital?Converter，模數變換器）電路中，采樣保持開關電路是整個轉換器設計的瓶頸，而采樣場效應管又是采樣電路中不可或缺的組成部分，采樣場效應管的速度和精度在很大程度上決定了采樣保持開關電路的整體性能。在深亞微米工藝條件下，連接輸入信號的采樣場效應管連接有柵電壓自舉的結構，以降低采樣場效應管的導通電阻，并降低采樣場效應管的非線性且擴大輸入信號范圍。但隨著采樣頻率的增高，傳統結構的采樣場效應管的線性度不斷下降，制約了采樣保持開關電路的動態范圍，無法滿足高速度，高性能模數轉換器對采樣信號動態性能的要求。

因此，有必要提供一種改進的采樣保持開關電路來克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種采樣保持開關電路，該采樣保持開關電路減小了采樣場效應管由于柵源電壓隨輸入信號變化產生的非線性，同時消除了采樣場效應管的體效應，進一步提高了采樣場效應管的線性度，提高了采樣保持開關電路的動態范圍。

為實現上述目的，本發明提供一種采樣保持開關電路，其包括時鐘產生子電路、柵壓自舉單元、采樣場效應管及保持電容，所述時鐘產生子電路具有分別和所述柵壓自舉單元連接的第一輸出端和第二輸出端，且所述第一輸出端和第二輸出端輸出互補的兩時鐘脈沖，所述柵壓自舉單元還分別和外部電源及采樣場效應管連接，所述柵壓自舉單元的兩輸出端分別與采樣場效應管的柵極及一個漏/源極連接，以為所述采樣場效應管提供固定的柵源電壓，信號輸入端與所述采樣場效應管的一個漏/源極連接，以輸入外部模擬信號至所述采樣場效應管，所述采樣場效應管的另一個漏/源極與信號輸出端連接，以輸出采樣后的模擬信號，所述保持電容一端與信號輸出端連接，另一端接地，以保持采樣后的模擬信號；其中，所述采樣保持開關電路還包括襯底選擇子電路，所述襯底選擇子電路分別與所述信號輸入端、信號輸出端及采樣場效應管的襯底連接，所述襯底選擇子電路根據輸入模擬信號與輸出模擬信號的電壓值的大小選擇信號輸入端或信號輸出端連接所述采樣場效應管的襯底，以消除采樣場效應管的體效應。

較佳地，所述襯底選擇子電路包括比較器、跟隨器、反向器、第一開關及第二開關；所述比較器的反相輸入端與所述信號輸入端連接，其正相輸入端與所述信號輸出端連接，其輸出端與所述跟隨器及反相器的輸入端連接；所述第一開關的一端與信號輸入端連接，所述第二開關的一端與信號輸出端連接，所述第一開關與第二開關的另一端均與所述采樣場效應管的襯底連接；且所述跟隨器的輸出端與所述第一開關的控制端連接，所述反向器的輸出端與所述第二開關的控制端連接。

較佳地，所述第一開關與第二開關均在其控制端的電壓為高電平時閉合，控制端電壓為低電平時斷開。

較佳地，所述采樣場效應管為N型場效應管。

較佳地，所述柵壓自舉單元包括第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、第四場效應管、第五場效應管、第六場效應管、第七場效應管、第八場效應管及自舉電容，所述第一輸出端和所述第二場效應管及所述第三場效應管的柵極連接，所述第二輸出端和所述第一場效應管及所述第八場效應管的柵極連接；所述自舉電容的一端分別和所述第一場效應管的漏極及所述第二場效應管的源極連接，所述自舉電容的另一端和所述第四場效應管的漏極及所述第五場效應管的源極連接，所述第五場效應管的漏極通過所述防泄漏子電路及第八場效應管接地，外部電源和所述第三場效應管的源極及第四場效應管的源極連接，第六場效應管的漏極和第七場效應管的源極與所述采樣場效應管的一個漏/源極連接，所述采樣場效應管的柵極分別和所述第五場效應管的漏極及所述第四場效應管的柵極連接。

較佳地，所述柵壓自舉單元還包括防泄漏子電路，所述防泄漏子電路連接于所述自舉電容和地之間，且所述防泄漏子電路和時鐘產生子電路及外部電源連接，當所述采樣保開關電路由保持切換至采樣時，所述防泄漏子電路切斷所述自舉電容和地之間的連接。

較佳地，所述防泄漏子電路包括第九場效應管和第十場效應管，且所述第九場效應管的柵極及所述第十場效應管的源極均和外部電源連接，所述第九場效應管的源極和所述第五場效應管的漏極連接，其漏極和所述第八場效應管的源極連接，所述第二輸出端和所述第十場效應管的柵極連接，所述第十場效應管的漏極和所述第八場效應管的源極連接。