MOS开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种MOS开关电路，包括：NMOS开关管、电容和由多个切换开关组成的切换开关网络，通过控制信号对切换开关网络进行切换实现电路在截止和导通两种状态的切换；在截止状态时电容的两端连接在电源电压和地之间从而实现充电，NMOS开关管的栅极接地从而使NMOS开关管截止；在导通状态时，NMOS开关管导通且电容的两端连接在述NMOS开关管的栅极和源极之间并使NMOS开关管的栅源电压保持稳定。本发明专利技术能使开关晶体管的导通电阻与输入电压无关，有效提高开关的线性；能提高输入信号的摆幅，实现满摆幅输入。

【技术实现步骤摘要】
MOS开关电路
本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种MOS开关电路。
技术介绍
图1是现有MOS开关电路的电路图；现有MOS开关电路直接由NMOS开关管101组成，输入信号Vin连接NMOS开关管101的源极、输出信号Vout从NMOS开关管101的漏极输出，NMOS管101的栅极连接控制信号en，当控制信号en为低电平，NMOS开关管101截止；当控制信号en为高电平，NMOS开关管101工作于深三极管区，此时MOS开关电路即NMOS开关管101的导通电阻由下式给出：其中μn是电子的迁移率，Cox是NMOS开关管101的栅氧化层电容，Vth是NMOS开关管101的阈值电压，W和L是NMOS开关管101的宽和长。从上式可以看出，NMOS开关管101的导通电阻与输入信号Vin相关，从而产生了非线性失真。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种MOS开关电路，能使开关晶体管的导通电阻与输入电压无关，有效提高开关的线性，能提高输入信号的摆幅。为解决上述技术问题，本专利技术提供的MOS开关电路包括：NMOS开关管、电容和由多个切换开关组成的切换开关网络。所述NMOS开关管的源极接输入信号、漏极接输出信号。所述电容的第一端和电源电压之间设置有至少一个第一切换开关，所述电容的第一端和所述NMOS开关管的栅极之间有至少一个第二切换开关；所述电容的第二端和地之间设置有至少一个第三切换开关，所述电容的第二端和所述NMOS开关管的源极之间有至少一个第四切换开关；所述NMOS开关管的栅极和地之间设置有至少一个第五切换开关。MOS开关电路包括开关截止和开关导通两种工作状态，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关的开关状态由同一控制信号控制，所述第二切换开关和所述第四切换开关的开关状态由所述控制信号的反相信号控制；通过所述控制信号及其反相信号对各所述切换开关的控制实现所述MOS开关电路在两种工作状态之间的切换。在开关截止状态时，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关导通，所述第二切换开关和所述第四切换开关断开，所述电容的两端连接在电源电压和地之间从而实现充电，所述NMOS开关管的栅极接地从而使所述NMOS开关管截止。在开关导通状态时，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关断开，所述第二切换开关和所述第四切换开关导通，所述电容的两端连接在所述NMOS开关管的栅极和源极之间并使所述NMOS开关管的栅源电压保持稳定，所述NMOS开关管的栅极和地之间断开，所述NMOS开关管导通。进一步的改进是，所述电容为MOS电容，所述MOS电容由源漏极连接在一起的PMOS管或NMOS管组成。所述切换开关网络包括9个NMOS管以及5个PMOS管。第一NMOS管的漏极、第二NMOS管的漏极、第一PMOS管的源极、第六NMOS管的漏极、第七NMOS管的漏极以及第四PMOS管的源极都连接所述NMOS开关管的源极；所述控制信号连接到所述第六NMOS管、所述第二NMOS管、第五PMOS管、第八NMOS管和第九NMOS管的栅极；所述控制信号通过一反相器得到所述控制信号的反相信号，所述反相信号连接到所述第一PMOS管、所述第四PMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管的栅极；所述NMOS开关管的栅极连接所述第一NMOS管的栅极、第二PMOS管的漏极、所述第九NMOS管的源极、第三NMOS管的漏极、所述第七NMOS管的栅极和第三PMOS管的栅极；所述MOS电容的栅极连接所述第二PMOS管的源极和所述第三PMOS管的源极；所述MOS电容的源漏极都连接所述第一NMOS管的源极、所述第二NMOS管的源极、所述第一PMOS管的漏极和所述第五NMOS管的漏极；所述第五PMOS管的源极、所述第三PMOS管的漏极、所述第八NMOS管的漏极和所述第九NMOS管的漏极都连接所述电源电压；所述第四PMOS管的漏极、所述第五PMOS管的漏极、所述第六NMOS管的源极、所述第七NMOS管的源极、所述第二PMOS管的栅极和所述第三NMOS管的栅极连接在一起；所述第四NMOS管的源极和所述第五NMOS管的源极都接地；所述第三NMOS管的源极、所述第四NMOS管的漏极和所述第八NMOS管的源极连接在一起；所述控制信号为低电平时，所述第三NMOS管、所述第四NMOS管、所述第五NMOS管、所述第三PMOS管和所述第五PMOS管导通，所述第一NMOS管、所述第二NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管、所述第八NMOS管、所述第九NMOS管、所述第一PMOS管、所述第二PMOS管和所述第四PMOS管截止，所述NMOS开关管截止，所述MOS电容充电；所述控制信号为高电平时，所述第三NMOS管、所述第四NMOS管、所述第五NMOS管、所述第三PMOS管和所述第五PMOS管截止，所述第一NMOS管、所述第二NMOS管、所述第六NMOS管、所述第七NMOS管、所述第八NMOS管、所述第九NMOS管、所述第一PMOS管、所述第二PMOS管和所述第四PMOS管导通，所述MOS电容的两端连接在所述NMOS开关管的栅极和源极之间，所述NMOS开关管导通。进一步的改进是，所述输入信号的摆幅为满幅度电源电压摆幅。本专利技术通过设置电容和相应的切换开关网络，能使NMOS开关管在导通时其栅源极分别和电容的两端连接，从而能使NMOS管开关管在导通时起栅源电压保持恒定，能使开关晶体管的导通电阻与输入电压无关，有效提高开关的线性；输入信号的最大值能够达到电源电压值，从而能提高输入信号的摆幅并能实现输入信号的满幅度电源电压摆幅。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是现有MOS开关电路的电路图；图2A是本专利技术实施例MOS开关电路的开关截止状态时的电路图；图2B是本专利技术实施例MOS开关电路的开关导通状态时的电路图；图3是本专利技术较佳实施例MOS开关电路的电路图；图4是本专利技术较佳实施例MOS开关电路的导通电阻随输入信号电压的仿真曲线。具体实施方式如图2A所示，是本专利技术实施例MOS开关电路的开关截止状态时的电路图；如图2B所示，是本专利技术实施例MOS开关电路的开关导通状态时的电路图；本专利技术实施例MOS开关电路包括：NMOS开关管201、电容202和由多个切换开关组成的切换开关网络。所述NMOS开关管201的源极接输入信号vin、漏极接输出信号Vout。所述电容202的第一端和电源电压pwrp之间设置有至少一个第一切换开关203a，所述电容202的第一端和所述NMOS开关管201的栅极之间有至少一个第二切换开关203b；所述电容202的第二端和地pwrn之间设置有至少一个第三切换开关203c，所述电容202的第二端和所述NMOS开关管201的源极之间有至少一个第四切换开关203d；所述NMOS开关管201的栅极和地pwrn之间设置有至少一个第五切换开关203e。MOS开关电路包括开关截止和开关导通两种工作状态，所述第一切换开关203a、所述第三切换开关203c和所述第五切换开关203e的开关状态由同一控制信号控制，所述第二切换开关203b和所述第四切换开关203d的开关状态由所述控制信号的反相信号控制；通过所述控制信号及其反相信号对各所述切换开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MOS开关电路，其特征在于，包括：NMOS开关管、电容和由多个切换开关组成的切换开关网络；所述NMOS开关管的源极接输入信号、漏极接输出信号；所述电容的第一端和电源电压之间设置有至少一个第一切换开关，所述电容的第一端和所述NMOS开关管的栅极之间有至少一个第二切换开关；所述电容的第二端和地之间设置有至少一个第三切换开关，所述电容的第二端和所述NMOS开关管的源极之间有至少一个第四切换开关；所述NMOS开关管的栅极和地之间设置有至少一个第五切换开关；MOS开关电路包括开关截止和开关导通两种工作状态，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关的开关状态由同一控制信号控制，所述第二切换开关和所述第四切换开关的开关状态由所述控制信号的反相信号控制；通过所述控制信号及其反相信号对各所述切换开关的控制实现所述MOS开关电路在两种工作状态之间的切换；在开关截止状态时，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关导通，所述第二切换开关和所述第四切换开关断开，所述电容的两端连接在电源电压和地之间从而实现充电，所述NMOS开关管的栅极接地从而使所述NMOS开关管截止；在开关导通状态时，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关断开，所述第二切换开关和所述第四切换开关导通，所述电容的两端连接在所述NMOS开关管的栅极和源极之间并使所述NMOS开关管的栅源电压保持稳定，所述NMOS开关管的栅极和地之间断开，所述NMOS开关管导通。...

【技术特征摘要】
1.一种MOS开关电路，其特征在于，包括：NMOS开关管、电容和由多个切换开关组成的切换开关网络；所述NMOS开关管的源极接输入信号、漏极接输出信号；所述电容的第一端和电源电压之间设置有至少一个第一切换开关，所述电容的第一端和所述NMOS开关管的栅极之间有至少一个第二切换开关；所述电容的第二端和地之间设置有至少一个第三切换开关，所述电容的第二端和所述NMOS开关管的源极之间有至少一个第四切换开关；所述NMOS开关管的栅极和地之间设置有至少一个第五切换开关；MOS开关电路包括开关截止和开关导通两种工作状态，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关的开关状态由同一控制信号控制，所述第二切换开关和所述第四切换开关的开关状态由所述控制信号的反相信号控制；通过所述控制信号及其反相信号对各所述切换开关的控制实现所述MOS开关电路在两种工作状态之间的切换；在开关截止状态时，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关导通，所述第二切换开关和所述第四切换开关断开，所述电容的两端连接在电源电压和地之间从而实现充电，所述NMOS开关管的栅极接地从而使所述NMOS开关管截止；在开关导通状态时，所述第一切换开关、所述第三切换开关和所述第五切换开关断开，所述第二切换开关和所述第四切换开关导通，所述电容的两端连接在所述NMOS开关管的栅极和源极之间并使所述NMOS开关管的栅源电压保持稳定，所述NMOS开关管的栅极和地之间断开，所述NMOS开关管导通。2.如权利要求1所述的MOS开关电路，其特征在于：所述电容为MOS电容，所述MOS电容由源漏极连接在一起的PMOS管或NMOS管组成；所述切换开关网络包括9个NMOS管以及5个PMOS管；第一NMOS管的漏极、第二NMOS管的漏极、第一PMOS管的源极、第六NMOS管的漏极、第七NMOS管的漏极以及第四PMOS管的源极都连接所述NMOS开关管的源极；所述控制信号连接到所述第六NMOS管、所述第二NMOS管、第五PMOS管、第八NMOS管和第九NMOS管的栅极；所述控制信号通过一反相器得到所述控制信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红卫，赵郁炜，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31