高速电容式数字至模拟转换器及其方法技术

一种高速电容式数字至模拟转换器及其方法，该电容式数字至模拟转换器具有：电容器，其耦接第一电路节点至第二电路节点；第一切换网络，用以根据逻辑信号的数值耦接第二电路节点至第一参考电压或第二参考电压；以及第二切换网络，用以在逻辑信号经历转换时，耦接第二电路节点至第三参考电压，并且在逻辑信号完成转换时，从第三参考电压脱耦于第二电路节点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字至模拟转换器，特别涉及数字至模拟转换器以及相关方法。
技术介绍
本
中技术人员当了解，本专利技术所使用的微电子学相关的术语与基本概念，例如，电压、电流、信号、逻辑信号、时钟脉冲、晶体管、金属氧化物半导体(MOS)、P通道金属氧化物半导体(PMOS)、N通道金属氧化物半导体(NMOS)、源极、栅极、漏极、临界电压、电路节点、电源供应器节点、接地节点、以及开关。类似上述的术语与基本概念对于本
技术人员是属现有知识，故在此不予赘述。在本专利技术中，逻辑信号是指具有两个状态的信号：「高」和「低」，其可被重新表述为「1」和「0」。为了简化，在「高」(「低」)状态的逻辑信号是仅说明该逻辑信号是「高」(「低」)，或可替代地，逻辑信号为「1」(「0」)。此外，为了简化，引号可被省略，而且上述仅说明逻辑信号为高(低)，或可替代地，逻辑信号为1(0)，而明了这样的陈述是描述逻辑信号的状态。当逻辑信号为「高」时，被称为生效；当逻辑信号为低时，则被称为「失效」。如所周知，数字至模拟转换器(DAC)接收数字信号，并且输出模拟信号，其中模拟信号的数值代表数字信号的数值。电容式DAC包括电容器，其电压代表数字信号的数值所决定的模拟信号。图1绘示本专利技术现有技术的电容式DAC(数字至模拟转换器)100，其包括：电容器120以及切换网络110。电容器120的第一端121耦接至输出节点101，而且电容器120的第二端122耦接至输入节点113。切换网络110包括P通道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管111以及N通道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管112，而且受控于数字信号DD，其为逻辑信号。当数字信号DD为生效(失效)时，NMOS(PMOS)晶体管112(111)为导通，而PMOS(NMOS)晶体管111(112)为被截止，而且通过NMOS(PMOS)晶体管112(111)，输入节点113被耦接至低(高)参考电压VRL(VRH)。高参考电压VRH高于低参考电压VRL，因此当数字信号DD为失效时的输出节点101的电压高于当数字信号DD为生效时。因此，输出节点101的电压代表数字信号DD的数值。本
中技术人员将会明了图1电路的实施细节(例如，PMOS晶体管111的源极、栅极、以及漏极分别耦接至高参考电压VRH、数字信号DD、以及输入节点113)，因此在此不予赘述。数字信号DD的数值发生改变时，切换网络110内即发生切换作用。对于高速应用，输出节点101的电压必须快速改变，以回应数字信号DD的数值的改变。为了致使输出节点101的电压快速改变，以回应数字信号DD的数值从高至低(低至高)的改变，必须通过PMOS(NMOS)晶体管111(112)从(至)高(低)参考电压VRH(VRL)提供一个大的供出(汲取)电流IH(IL)。尽管不是明显地公开于图1中，高参考电压VRH以及低参考电压VRL是来自个别的参考电压产生电路。为了允许大的供出或汲取电流，个别的参考电压产生电路必须具有高驱动能力，如本
技术人员所熟悉。故，本专利技术提出一种降低参考电压产生电路的驱动能力的需求的高速DAC电路。
技术实现思路
在本专利技术的一具体实施例中，提出一种电路，包括：电容器，耦接第一电路节点至第二电路节点；第一切换网络，用以根据逻辑信号的数值耦接第二电路节点至第一参考电压或第二参考电压；以及第二切换网络，用以在逻辑信号经历转换时，耦接第二电路节点至第三参考电压，并且在逻辑信号完成某转换时，第三参考电压得以脱耦于第二电路节点。在一具体实施例中，第一参考电压是高于第二参考电压，但不高于第三参考电压，而且该转换为高至低转换。在另一具体实施例中，第二参考电压是低于第一参考电压，但不低于第三参考电压，而且该转换为低至高转换。在一具体实施例中，第二切换网络包括串式网络，包括第一型第一金属氧化物半导体(MOS)晶体管以及第二型第二MOS晶体管的串式连接，其中第一型第一MOS晶体管是受控于逻辑信号，并且用以在逻辑信号是处于第一状态时，耦接第三参考电压至第三电路节点，而且第二型第二MOS晶体管是受控于一实质上固定的电压，并且用以在该实质上固定的电压与第二电路节点的电压之间的差异大于第二型第二MOS晶体管的临界电压时，耦接第三电路节点至第二电路节点。在一具体实施例中，提出一种电路，包括：电容器，耦接第一电路节点至第二电路节点；第一切换网络，用以根据逻辑信号的数值耦接第二电路节点至第一参考电压或第二参考电压；以及第二切换网络，用以在逻辑信号经历某转换时，耦接第二电路节点至第三参考电压，并且在逻辑信号完成该转换时，第三参考电压得以脱耦于第二电路节点，其中第二切换网络包括受控于逻辑信号的切换装置以及于逻辑信号完成转换时自动关闭的阀门装置的串式连接。在一具体实施例中，切换装置包括第一型第一金属氧化物半导体(MOS)晶体管，其受控于逻辑信号，并且在逻辑信号是处于使能状态时，耦接第三参考电压至第三电路节点，而且阀门装置包括第二型第二MOS晶体管，其受控于一实质上固定的电压，并且在此实质上固定电压与第二电路节点的电压之间的差异大于第二型第二MOS晶体管的临界电压时，耦接第三电路节点至第二电路节点。在一具体实施例中，提出一种方法，包括：采用电容器，耦接第一电路节点至第二电路节点；采用第一切换网络，用以根据逻辑信号的数值耦接第二电路节点至第一参考电压或第二参考电压；以及采用第二切换网络，用以在逻辑信号经历某转换时，暂时耦接第二电路节点至第三参考电压，并且在转换完成时，第三参考电压得以脱耦于第二电路节点。在一具体实施例中，第一参考电压是高于第二参考电压，但不高于第三参考电压，而且该转换为高至低转换。在另一具体实施例中，第二参考电压低于第一参考电压，但不低于第三参考电压，而且该转换为低至高转换。在一具体实施例中，第二切换网络包括串式网络，包括第一型第一MOS晶体管以及第二型第二MOS晶体管的串式连接。在一具体实施例中，第一型第一MOS晶体管是受控于逻辑信号，并且用以在逻辑信号是处于第一状态时，耦接第三参考电压至第三电路节点，而且第二型第二MOS晶体管是受控于实质固定电压，并且用以在实质固定电压与第二电路节点的电压之间的差异大于第二型第二MOS晶体管的临界电压时，耦接第三电路节点至第二电路节点。附图说明图1绘示本专利技术现有技术的电容式DAC(数字至模拟转换器)电路示意图。图2绘示本专利技术一具体实施例的电容式DAC(数字至模拟转换器)电路示意图。图3绘示图1的现有技术以及图2的DAC之间的比较模拟结果。图4绘示本专利技术一具体实施例的方法的流程图。附图标记说明：100：模拟至数字转换器101：输出节点110：切换网络111：PMOS晶体管112：NMOS晶体管113：输入节点120：电容器121：第一端122：第二端200：模拟至数字转换器201：第一电路节点202：第二电路节点210：第一切换网络211：第一PMOS晶体管212：第一NMOS晶体管220：第二切换网络221：第二PMOS晶体管222：第二NMOS晶体管223：第三PMOS晶体管224：第三NMOS晶体管225、226：电路节点230：电容器231：第一端233：第二端301、302：曲线400：方法401～404：流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式数字至模拟转换器，包括：一电容器，耦接一第一电路节点至一第二电路节点；一第一切换网络，用以根据一逻辑信号的数值耦接该第二电路节点至一第一参考电压或一第二参考电压；以及一第二切换网络，用以在该逻辑信号经历一转换时，耦接该第二电路节点至一第三参考电压，并且在该逻辑信号完成该转换时，使该第三参考电压脱耦于该第二电路节点。

【技术特征摘要】
2015.09.10 US 14/849,6461.一种电容式数字至模拟转换器，包括：一电容器，耦接一第一电路节点至一第二电路节点；一第一切换网络，用以根据一逻辑信号的数值耦接该第二电路节点至一第一参考电压或一第二参考电压；以及一第二切换网络，用以在该逻辑信号经历一转换时，耦接该第二电路节点至一第三参考电压，并且在该逻辑信号完成该转换时，使该第三参考电压脱耦于该第二电路节点。2.如权利要求1所述的转换器，其中该第一参考电压高于该第二参考电压，但不高于该第三参考电压，而且该转换为一高至低转换。3.如权利要求1所述的转换器，其中该第二参考电压低于该第一参考电压，但不低于该第三参考电压，而且该转换为一低至高转换。4.如权利要求1所述的转换器，其中该第二切换网络包括一串式网络，包括一第一型第一金属氧化物半导体晶体管以及一第二型第二金属氧化物半导体晶体管的一串式连接，其中该第一型第一金属氧化物半导体晶体管受控于该逻辑信号，并且用以在该逻辑信号处于一第一状态时，耦接该第三参考电压至一第三电路节点，而且该第二型第二金属氧化物半导体晶体管受控于一实质固定电压，并且用以在该实质固定电压与该第二电路节点的电压之间的差异大于该第二型第二金属氧化物半导体晶体管的一临界电压时，耦接该第三电路节点至该第二电路节点。5.如权利要求4所述的转换器，其中：该第一参考电压高于该第二参考电压，但不高于该第三参考电压，该实质固定电压为一电源供应器电压，该第一型第一金属氧化物半导体晶体管为一P通道金属氧化物半导体晶体管，而且该第二型第二金属氧化物半导体晶体管为一N通道金属氧化物半导体晶体管。6.如权利要求4所述的转换器，其中：该第二参考电压低于该第一参考电压，但不低于该第三参考电压，该实质固定电压为一接地电压，该第一型第一金属氧化物半导体晶体管为一N通道金属氧化物半导体晶体管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林嘉亮，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71