本發(fā)明涉及模擬集成電路，尤其涉及一種柵壓自舉開關(guān)及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)將連續(xù)時間連續(xù)幅度信號轉(zhuǎn)換成離散時間和離散幅度信號。時間上的離散化通常是通過采樣保持(s/h)或跟蹤保持(t/h)電路來實現(xiàn)的，使用mos開關(guān)和電容器作為信號存儲裝置。一個簡單的mos開關(guān)限制了adc的輸入動態(tài)范圍(dr)，因為開關(guān)輸出不能跟隨高線性度的軌對軌輸入。為了解決這一問題并提高adc的dr，柵壓自舉開關(guān)被廣泛應(yīng)用在adc前端。由于部分晶體管的狀態(tài)依賴于內(nèi)部節(jié)點電壓，而內(nèi)部節(jié)點電壓本身受輸入信號幅度的影響，因此可能會發(fā)生失真。輸入信號通過前一級的阻抗連接到柵壓自舉開關(guān)，通常是模擬電路中的burrer。經(jīng)仿真發(fā)現(xiàn)，輸入阻抗會導(dǎo)致更高的諧波失真和增加輸出信號的非線性。
2、在設(shè)計高精度sigma-delta?adc時，需要使輸入sigma-delta調(diào)制器的信號具有非常高的線性度和非常低的諧波失真。為了提高輸出信號的線性度，減小諧波失真，驅(qū)動?xùn)艍鹤耘e開關(guān)的緩沖器應(yīng)設(shè)計成具有非常低的輸出阻抗；然而，這是一個巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)，而且會消耗大量的功耗。
3、傳統(tǒng)的柵壓自舉開關(guān)使用電壓倍增電路(兩個電容、兩個mos管)，在模擬電路中，電容一般是最占用面積的，因此電壓倍增電路會造成較大的面積消耗。
4、綜上所述，傳統(tǒng)柵壓自舉開關(guān)存在以下問題：
5、1.不能滿足高精度sigma?delta?adc的需求；
6、2.前級的buffer模塊會引入輸入阻抗，降低信號的線性度，增大信號的諧波失真；
7、3.電壓倍增電路使用的電容會占用較大的面積；
8、4.主開關(guān)的襯底和源端電位差會隨輸入信號的變化而變化，導(dǎo)致主開關(guān)的閾值電壓發(fā)生改變，引入非線性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了減小傳統(tǒng)柵壓自舉開關(guān)的面積，并提高傳統(tǒng)柵壓自舉開關(guān)的線性度、降低諧波失真，本發(fā)明提出一種柵壓自舉開關(guān)，包括第一mos管～第八mos管，第十mos管～第十二mos管、方向器、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻，其中：
2、時鐘控制信號與反相器的輸入端、第一mos管的柵極、第八mos管的柵極連接，第一mos管的源極接地、漏極與第一電容的一端、第一電阻的一端以及第二mos管和第三mos管的源極連接在一起；
3、第二mos管的柵極與第四mos管的柵極以及反相器的輸出端連接在一起，第二mos管的漏極與第四mos管和第三mos管的漏極以及第五mos管的柵極連接在一起；
4、第三mos管的柵極與第十一mos管的柵極、第十二mos管的柵極和漏極連接在一起；
5、第四mos管的源極與第六mos管的源極、第七mos管的柵極以及電源端連接在一起；
6、第五mos管的源極與第一電容的另一端、第六mos管的漏極連接在一起，第五mos管的漏極與第六mos管的柵極、第十mos管的柵極以及第七mos管的漏極連接在一起；
7、第七mos管的源極與第八mos管的漏極連接，第八mos管的源極接地；
8、第十mos管的源極與第一電阻的另一端連接，第十mos管的漏極與第十一mos管的源極以及第二電阻的一端連接；
9、第二電阻的另一端與輸入信號端連接；
10、第十一mos管的漏極與第二電容的一端連接在一起作為輸出信號，第二電容的另一端接地；
11、第十二mos管的源極與輸入信號端連接。
12、進(jìn)一步地，當(dāng)時鐘控制信號為高電平時，第七mos管、第八mos管導(dǎo)通，第十一mos管截止；當(dāng)時鐘控制信號為低電平時，第一mos管、第七mos管、第八mos管截止，第十mos管和第十一mos管截止。
13、進(jìn)一步地，第一mos管、第二mos管、第三mos管、第七mos管、第八mos管、第十mos管、第十一mos管、第十二mos管為n型mos管；第四mos管、第五mos管、第六mos管為p型mos管。
14、本發(fā)明還提出一種柵壓自舉開關(guān)的應(yīng)用，將一種柵壓自舉開關(guān)應(yīng)用于采樣保持電路中。
15、本發(fā)明還提出一種柵壓自舉開關(guān)的應(yīng)用，將一種柵壓自舉開關(guān)作為mash2+2架構(gòu)調(diào)制器的輸入端采樣網(wǎng)絡(luò)。
16、本發(fā)明還提出一種柵壓自舉開關(guān)的應(yīng)用，將一種柵壓自舉開關(guān)應(yīng)用于sigma-delta?adc系統(tǒng)。
17、本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)與普通mos管采樣開關(guān)相比，有更高的線性度和更小的諧波失真；與圖5所示的傳統(tǒng)柵壓自舉開關(guān)相比，占用更小的面積，而且進(jìn)一步提升了線性度。將本發(fā)明應(yīng)用于sigma-delta?adc系統(tǒng)時，可以降低adc前端buffer模塊的設(shè)計難度，本發(fā)明降低了由于adc前端buffer模塊引入的輸入阻抗對柵壓自舉開關(guān)的影響，提高自舉開關(guān)的線性度，降低諧波失真。
1.一種柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，包括第一mos管～第八mos管，第十mos管～第十二mos管、方向器、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻，其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于sigma-delta?adc的柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，當(dāng)時鐘控制信號為高電平時，第七mos管、第八mos管導(dǎo)通，第十一mos管截止；當(dāng)時鐘控制信號為低電平時，第一mos管、第七mos管、第八mos管截止，第十mos管和第十一mos管截止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柵壓自舉開關(guān)，其特征在于，第一mos管、第二mos管、第三mos管、第七mos管、第八mos管、第十mos管、第十一mos管、第十二mos管為n型mos管；第四mos管、第五mos管、第六mos管為p型mos管。
4.一種柵壓自舉開關(guān)的應(yīng)用，其特征在于，將權(quán)利要求1所述的一種柵壓自舉開關(guān)應(yīng)用于采樣保持電路中。
5.一種柵壓自舉開關(guān)的應(yīng)用，其特征在于，將權(quán)利要求1所述的一種柵壓自舉開關(guān)作為mash2+2架構(gòu)調(diào)制器的輸入端采樣網(wǎng)絡(luò)。
6.一種柵壓自舉開關(guān)的應(yīng)用，其特征在于，將權(quán)利要求1所述的一種柵壓自舉開關(guān)應(yīng)用于sigma-delta?adc系統(tǒng)。