[發明專利]差分開關裝置及模擬開關芯片

在審

• 申請號: 202211616655.2
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115940914A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉遠;張林
• 申請（專利權）人: 思瑞浦微電子科技（蘇州）股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;G06F13/40
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 曹延鵬

本發明提供了一種差分開關裝置及模擬開關芯片，涉及信號傳輸的技術領域，本發明提供的差分開關裝置及模擬開關芯片，在差分開關裝置的開關單元中包括模擬開關和與模擬開關連接的控制電路，控制電路包括與模擬開關的控制端連接的邏輯運算單元和電壓轉換單元；邏輯運算單元用于獲取輸入接口輸入的差分信號，基于差分信號進行邏輯運算，并向電壓轉換單元輸出第一電壓信號；電壓轉換單元，用于對第一電壓信號進行轉換處理，輸出第一電壓信號對應的第二電壓信號，并將第二電壓信號輸入至模擬開關的控制端，以對模擬開關進行控制，在控制過程中，有助于保證模擬開關的線性度，不僅滿足用戶對于不同性能和可靠性的要求，也有助于提升高頻信號的傳輸效率。

技術領域

本發明涉及信號傳輸的技術領域，尤其是涉及一種差分開關裝置及模擬開關芯片。

背景技術

高速模擬開關在高頻信號傳輸領域應用非常廣泛，例如在USB(Universal?SerialBus)和DP(DisplayPort)接口中，高速模擬開關通常用于對不同通道的數據進行選擇和傳輸。隨著協議速率的提高，對高速模擬開關的帶寬、導通電阻等性能要求也在提高，以USB3.1和DP1.3協議為例，信號的傳輸速率分別達到了10Gbps和8.1Gbps。同時，協議要求信號的共模電壓是可以在一定范圍內變化的，這就需要高速模擬開關具有隨著共模電壓變化，導通電阻盡量保持相對穩定的特性。

在集成電路應用中，常采用NMOS晶體管和PMOS晶體管構成的CMOS傳輸門作為模擬開關，其導通電阻隨著輸入信號共模電壓變化時也可以保持近似的穩定，但是由于寄生電容相對較大，在高速信號傳輸中，采用傳輸門作為開關的方式不利于帶寬的提高，進而影響傳輸系統整體的性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種差分開關裝置及模擬開關芯片，以緩解上述技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種差分開關裝置，所述差分開關裝置包括：依次連接的輸入接口、開關單元和輸出接口；所述開關單元包括模擬開關以及與所述模擬開關連接的控制電路；其中，所述模擬開關的輸入端與所述輸入接口連接，所述模擬開關的輸出端與所述輸出接口連接、所述模擬開關的控制端與所述控制電路連接；所述控制電路包括與所述模擬開關的控制端連接的邏輯運算單元和電壓轉換單元；所述邏輯運算單元，用于獲取所述輸入接口輸入的差分信號，基于所述差分信號進行邏輯運算，并向所述電壓轉換單元輸出第一電壓信號；所述電壓轉換單元，用于對所述第一電壓信號進行轉換處理，輸出所述第一電壓信號對應的第二電壓信號，并將所述第二電壓信號輸入至所述模擬開關的控制端，以對所述模擬開關進行控制。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述模擬開關包括差分模擬開關；所述差分模擬開關包括第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管和所述第二MOS管的柵極連接至所述模擬開關的控制端；所述第一MOS管和所述第二MOS管的源極和漏極中，其中一個電極與所述輸入接口連接，另一個電極與所述輸出接口連接。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，上述邏輯運算單元包括差模濾波器和邏輯運算電路；所述差模濾波器的輸入端連接至所述輸入接口，所述差模濾波器的輸出端連接至所述邏輯運算電路；所述差模濾波器用于獲取所述差分信號，對所述差分信號進行濾波處理，并向所述邏輯運算電路輸出所述差分信號對應的共模電壓信號；所述邏輯運算電路，用于獲取所述共模電壓信號，并根據預先設置的參考電壓、計算系數和所述共模電壓信號計算得到所述第一電壓信號，并輸出至所述電壓轉換單元。

結合第一方面的第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，上述差分開關裝置還包括與所述邏輯運算電路連接的參考信號源；所述參考信號源用于向所述邏輯運算電路提供所述參考電壓。