[發明專利]反向電流阻斷比較器

有效

• 申請號: 201410172327.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104124950B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: T·戴格爾;J·L·斯圖茲
• 申請（專利權）人: 快捷半導體（蘇州）有限公司;快捷半導體公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 武晨燕,張穎玲

技術領域

本文件整體涉及電子電路，并且更具體地講，涉及電子模擬開關電路。

背景技術

電子電路和系統通常包括電子開關。電子開關可用于將模擬信號傳輸到電路通道或防止模擬信號被發送至電路通道。此類開關有時被稱為模擬開關或傳輸開關(pass?switch)以便將該類型的開關與數字開關區分開，數字開關響應于輸入而改變其輸出狀態，但不傳輸所接收的信號。能夠對不同類型的模擬信號正確發揮作用的模擬開關可用于多種電子系統。

發明內容

本文件整體涉及電子開關及其操作的方法。一個設備例子包括被配置為模擬開關的至少一個晶體管；被配置成為所述至少一個晶體管的本體區提供動態電偏壓的阱偏壓電路；以及與所述阱偏壓電路和所述晶體管電連通的比較器電路。比較器電路被配置成檢測晶體管的第一工作條件和晶體管的第二工作條件。阱偏壓電路被配置成當檢測到第一工作條件時將第一電偏壓施加至晶體管的本體區，以及當檢測到第二工作條件時將第二電偏壓施加至晶體管的本體區，并且其中比較器被配置成將遲滯施加于第一和第二工作條件的檢測。

本節意在提供對本專利申請主題的概述。本節并非要提供本發明的排他或窮舉性說明。包括詳細描述以提供關于本專利申請的更多信息。

附圖說明

在附圖中(這些附圖不一定是按照比例繪制的)，相同的數字能夠描述不同視圖中的類似部件。具有不同字母后綴的相同數字能夠表示類似部件的不同示例。附圖通過示例而非限制的方式概括地示例了本申請中討論的各個實施例。

圖1示出了用以操作模擬開關電路的方法的例子的流程圖。

圖2示出了用以優化模擬開關電路的性能的裝置的各部分的例子的框圖。

圖3A-3D示出了優化模擬開關電路的性能的仿真的例子。

圖4示出了比較器電路的例子的示意圖。

圖5示出了產生電流基準的電流偏壓電路的例子的示意圖。

具體實施方式

本文件整體涉及電子開關。更具體地講，本文件涉及優化集成電路(IC)的模擬開關的性能。模擬開關包括晶體管，并且模擬開關的性能可受到晶體管主體偏壓的影響。晶體管主體是指包含晶體管的本體、阱或基板。對于p型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管，晶體管的本體(如，可包含于p型基板中的n型阱或者到n型基板的直接連接)通常連接至可供電路使用的最正電源電壓。對于n型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管，晶體管的本體(如，包含于p型基板內的n型阱中的p型阱、包含于n型基板內的p型阱、或者到p型基板的直接連接)通常連接至可供使用的最負電源或接地。

然而，在一些應用中，模擬開關電路可暴露于欠電壓條件。例如，開關NMOS晶體管的輸出處的電壓降低至低于最低電源電壓是可能的。晶體管的本體的偏壓也應能夠變為負以避免使本體正向偏壓至源極p-n結。另外，晶體管可易受到體效應影響，在體效應中，晶體管的閾值電壓(V_T)可因晶體管源極與晶體管主體之間的電壓差而變化。為了減小體效應，可將晶體管主體連接至晶體管的源極，但這會劣化晶體管作為模擬開關電路的性能。為了改善性能，可使用晶體管偏壓網絡改變晶體管的偏壓以適應施加于晶體管的電壓的變化。

圖1示出了用以操作IC的模擬開關電路的方法100的例子的流程圖。為了減小體效應，基于晶體管的工作條件來改變開關電路的晶體管的主體偏壓。所述工作條件可根據晶體管處存在的電信號來改變。在方法的方框105處，當檢測到第一工作條件時，將第一電偏壓施加于晶體管的本體區。如果晶體管為NMOS晶體管，則本體區可包括于p型阱或p型基板中。如果晶體管為PMOS晶體管，則本體區可包括于n型阱或n型基板中。

在方框110處，當檢測到晶體管的第二工作條件時，將第二電偏壓施加于晶體管的本體區。晶體管的本體區可被其他阱圍繞，或模擬開關可包括NMOS和PMOS晶體管(包括多個阱)兩者。可向多個阱和基板提供動態電偏壓，并且可根據檢測到的工作條件調節電偏壓。

所述晶體管(或多個晶體管)的工作條件可由施加于晶體管的電壓限定。第一工作條件可包括對晶體管的輸入處(如，在晶體管的第一源極/漏極區處)的電壓大于晶體管的輸出處(如，在晶體管的第二源極/漏極區處)的電壓，并且第二工作條件可包括晶體管的輸入處的電壓小于晶體管的輸出處的電壓。在某些例子中，電偏壓防止二極管從IC的電源電壓降至施加于晶體管本體的偏壓。當晶體管的輸入電壓接近輸出電壓的值時(如，當輸入電壓與輸出電壓之間的差值小于晶體管的閾值電壓時)，可發生二極管壓降。