电荷注入补偿电路制造技术

本公开涉及电荷注入补偿电路。电荷注入补偿电路通过场效应晶体管(FET)开关补偿电荷注入，而不管电源电压如何。电荷注入补偿电路包括在关闭时将电荷注入到电子电路中的主开关、以及存储注入的电荷直到其能够耗散到耗散节点的电荷存储装置。当主开关被控制关闭时，脉冲发生器电路控制电荷存储开关接通，从而将从主开关注入的电荷转移到电荷存储装置，然后关断。耗散电路将来自电荷存储装置的电荷耗散到耗散节点。

【技术实现步骤摘要】
电荷注入补偿电路
本公开涉及电子电路的开关领域。
技术介绍
当电子开关将第一电路从第二电路断开时，电子开关可将电荷注入到第二电路中。例如，当使用半导体或场效应晶体管(FET)实现电子开关时，例如n型FET(NFET)器件和/或p型FET(PFET)器件，注入的电荷可以是由于在FET处于导通操作模式时存储在FET中的栅极至漏极电荷，在FET改变状态为非导电操作模式之后从FET耗散。
技术实现思路
理论上，当PFET晶体管器件和NFET晶体管器件彼此并联布置在电子开关(例如，作为并联开关或“转移栅极”)中并且尺寸正确时，从PFET器件和NFET器件可以相互抵消，导致开关输出端的零电荷注入。但是，由于器件的电压变化参数，这只能通过一个电源电压来实现。而且，当PFET器件的尺寸被设定为比NFET器件宽度更大时，例如以实现相同的“导通”电阻，由PFET器件注入的额外电荷可以在单个电压下补偿，例如中间轨电压，使用基本的电容补偿配置。在并联开关断开之后，在并联开关的输出和接地之间切换预定时间段的电阻也可以通过耗散预定量的电荷来补偿电荷注入，但是也仅在一个电源电压下有效，除非电阻值随电源电压而变化。本专利技术人已经认识到，需要一种在不需要改变电荷注入补偿电路的设计参数的情况下补偿在宽范围的电源电压下的电荷注入的电荷注入补偿电路。根据实施方案，电荷注入补偿电路通过场效应晶体管(FET)开关补偿电荷注入，而不管电源电压。电荷注入补偿电路包括：在关闭时将电荷注入到电子电路中的主开关；以及存储注入的电荷直到其能够耗散到耗散节点的电荷存储装置。当主开关被控制关闭时，脉冲发生器电路控制电荷存储开关接通，以将主开关注入的电荷转移到电荷存储装置并关断。耗散电路将来自电荷存储装置的电荷耗散到耗散节点。根据实施方案，电荷注入补偿电路包括：脉冲发生器电路，响应于接收的第一控制脉冲产生第二控制脉冲。电路还包括：第一开关，所述第一开关根据第一控制脉冲将第一节点与第二节点选择性地耦合，并且当第一开关将第一节点从第二节点解耦时将电荷注入第二节点。电路另外包括：电荷存储装置；和第二开关，所述第二开关根据第二控制脉冲将电荷存储装置与第一开关的第二节点选择性地耦合，以将电荷从第一开关的第二节点转移到电荷存储装置。第二控制脉冲定时以在第一控制脉冲控制第一开关将第一节点与第二节点解耦时，控制所述第二开关以将电荷存储装置与第一开关的第二节点耦合。电路还包括：电荷耗散装置，将来自电荷存储装置的电荷转移到电荷耗散节点。根据实施方案，补偿电荷注入电路的方法包括接收第一控制脉冲，并且根据第一控制脉冲将第一节点与第二节点选择性地耦合。该方法还包括当根据第一控制脉冲将第一节点与所述第二节点解耦时，将电荷注入到所述第二节点中，并且响应于所接收的第一控制脉冲而产生第二控制脉冲。该方法还包括根据第二控制脉冲将电荷存储装置与第二节点选择性地耦合，其中第二控制脉冲定时以根据第一控制脉冲在第一节点从第二节点解耦时控制电荷存储装置与第二节点的耦合，并且将电荷从第二节点转移到电荷存储装置。该方法还包括将电荷存储装置的电荷转移到电荷耗散节点。根据实施方案，补偿电荷注入的开关系统包括：脉冲发生器电路，响应于接收的第一控制脉冲依次产生第二控制脉冲和第三控制脉冲。系统还包括：第一电子电路；第二电子电路；以及第一开关，所述第一开关根据第一控制脉冲将第一电子电路与第二电子电路选择性地耦合，并且当第一开关将第一电子电路从第二电子电路解耦时将电荷注入第二电子电路。系统还包括：电荷存储装置；和第二开关，所述第二开关根据第二控制脉冲将电荷存储装置与第二电子电路选择性地耦合，以将电荷从第一开关或第二电子电路转移到电荷存储装置，其中第二控制脉冲定时以在第一控制脉冲控制第一开关将第一电子电路与第二电子电路解耦时，控制所述第二开关以将电荷存储装置与第二电子电路耦合。系统还包括：第三开关，所述第三开关根据第三控制脉冲将电荷存储装置与电荷耗散节点选择性地耦合，以将电荷存储装置中的电荷转移到电荷耗散节点，其中第三控制脉冲在所述第二控制脉冲控制所述第二开关将电荷存储装置从第二电子电路解耦后，定时以控制第三开关将电荷存储装置和电荷耗散节点耦合。本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。这并不是为了提供对本专利技术的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明图1A根据实施方案描述电荷注入补偿电路的框图。图1B根据实施方案描述电荷注入补偿电路的框图。图1C根据实施方案描述包括电荷注入补偿电路的多路复用系统的框图。图1D根据实施方案描述包括电荷注入补偿电路的开关系统的框图。图2根据实施方案描述电荷注入补偿电路的框图。图3根据实施方案描述电荷注入补偿电路的框图。图4根据实施方案描述电荷注入补偿电路的框图。图5根据实施方案描述电荷注入补偿电路的框图。图6根据实施方案描述在电路中补偿电荷注入的方法。在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以代表相似组件的不同实例。作为示例，附图通常以非限制的方式说明本文中讨论的各种实施例。具体实施方式在各种实施方案中，图1A-6中所示的开关和其他器件可以由金属氧化物半导体(MOS)器件实现，例如，n型MOS(NMOS)器件和/或p型MOS(PMOS)设备。虽然由“金属”和“氧化物”这两个术语表示的材料可以存在于例如MOS场效应晶体管(MOSFET)中，但是MOS晶体管可以具有由金属以外的材料制成的栅极，例如多晶硅，并且可以具有由氧化硅以外的电介质制成的介电区域，例如高k电介质。在各种实施方案中，图1A-6所示的器件可以使用硅，化合物半导体或任何其他合适的半导体上的其他器件(例如，其他场效应器件)来实现。图1A根据实施方案描述电荷注入补偿电路100A的框图。主开关110根据在来自主开关110的主开关解码器电路的开关驱动节点SWITCHDRIVER处接收的第一控制脉冲115选择性地将开关输入节点主开关输入与开关输出节点主开关输出耦合。第一控制脉冲115也被脉冲发生器电路120A接收。开关驱动节点SWITCHDRIVER可以与半导体晶体管器件例如FET的栅极耦合，开关输出节点MAINSWITCH输出可以与半导体晶体管器件的源极耦合，开关输出节点可以与可以与半导体晶体管器件的漏极耦合。主开关110可以根据第一控制脉冲115选择性地将第一电路130与第二电路140耦合。第一电路130和第二电路140可以是电子电路，并且可以包括半导体器件，例如半导体晶体管器件。当主开关110从开关输出节点和第二电路140解耦开关输入节点主开关输入和第一电路130时，主开关110可以将电子电荷注入到开关输出节点主开关输出和第二电路140中。主开关也可以将电子电荷注入到开关输入节点主开关输入和第一电路130中。为了防止注入的电子电荷破坏第二电路140的信号值的完整性和准确性，特别是如果第二电路140具有高输入阻抗，电荷注入补偿电路100A包括第一补偿开关150，其根据从脉冲发生器电路120A接收的第二控制脉冲180将电荷存储装置170与开关输出节点主开关输出和第二电路140耦合。脉冲发生器电路120A可由第一控制脉冲115触发以产生第二控制脉冲1本文档来自技高网...

【技术保护点】
电荷注入补偿电路，包括：第一开关，所述第一开关使用第一控制脉冲将第一节点与第二节点耦合，当所述第一开关开启时所述第一开关将电荷注入到所述第一节点和所述第二节点中的至少一个；电荷存储装置；第二开关，所述第二开关使用第二控制脉冲将所述第一开关的第一节点或第二节点与所述电荷存储装置耦合，以电荷转移到所述电荷存储装置，所述第二控制脉冲定时以在所述第一控制脉冲控制所述第一开关开启时，控制所述第二开关关闭。

【技术特征摘要】
2016.12.06 US 15/370,5641.电荷注入补偿电路，包括：第一开关，所述第一开关使用第一控制脉冲将第一节点与第二节点耦合，当所述第一开关开启时所述第一开关将电荷注入到所述第一节点和所述第二节点中的至少一个；电荷存储装置；第二开关，所述第二开关使用第二控制脉冲将所述第一开关的第一节点或第二节点与所述电荷存储装置耦合，以电荷转移到所述电荷存储装置，所述第二控制脉冲定时以在所述第一控制脉冲控制所述第一开关开启时，控制所述第二开关关闭。2.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，还包括：脉冲发生器电路，响应于接收的第一控制脉冲产生第二控制脉冲；电荷耗散装置，将来自所述电荷存储装置的电荷转移到电荷耗散节点；其中所述电荷耗散装置包括第三开关，所述第三开关使用由所述脉冲发生器电路产生的第三控制脉冲将所述电荷存储装置耦合到所述电荷耗散节点以转移电荷，所述第三控制脉冲定时以在所述第二控制脉冲控制所述第二开关开启之后，控制所述第三开关关闭。3.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，其中所述电荷存储装置的电荷存储容量是所述第一开关的电荷存储容量的一部分，以存储与由所述第一开关注入的电荷量相等的电荷量。4.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，其中所述电荷存储装置的电荷存储容量是所述第一开关的电荷存储容量的1/(2×N)部分，以存储与由所述第一开关注入的电荷量的1/N相等的电荷量，并且所述脉冲发生器电路被配置为在所述第一控制脉冲控制所述第一开关开启时提供N个连续的第二控制脉冲。5.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，其中所述电荷存储装置包括第四开关，所述第四开关是所述第一开关的尺寸的一半以存储与由所述第一开关注入的电荷量相等的电荷量。6.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，其中所述电荷存储装置包括第四开关，所述第四开关是所述第一开关的尺寸的1/(2×N)部分，以存储与由所述第一开关注入的电荷量的1/N相等的电荷量，并且所述脉冲发生器电路被配置为在所述第一控制脉冲控制所述第一开关开启时提供N个连续的第二控制脉冲。7.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，其中所述电荷存储装置包括电容器，所述电容器具有电荷存储容量以存储与由所述第一开关注入的电荷量相等的电荷量。8.权利要求1所述的电荷注入补偿电路，其中所述电荷存储装置包括电容器，所述电容器具有电荷存储容量以存储与由所述第一开关注入的电荷量的1/N相等的电荷量，并且所述脉冲发生器电路被配置为在所述第一控制脉冲控制所述第一开关开启时提供N个连续的第二控制脉冲。9.权利要求8所述的电荷注入补偿电路，还包括：电荷耗散装置，将来自所述电荷存储装置的电荷转移到电荷耗散节点，其中：所述电容器的第一端子通过所述第二开关与所述第一开关的第一节点和第二节点中的耦合的一个选择性耦合，并且使用由所述脉冲发生器电路产生的第三控制脉冲通过所述第三开关与所述电荷耗散节点选择性耦合；和所述电容器的第二端子使用所述第三控制脉冲被控制为具有变化的电压；其中所述第三控制脉冲在所述第二控制脉冲控制所述第二开关开启后，在所述第二控制脉冲后依次定时以控制所述第三开关关闭，并且所述脉冲发生器电路被配置为提供N个连续对的第二控制脉冲和第三控制脉冲。10.一种补偿电荷注入电路的方法，该方法包括：使用接收的第一控制脉冲将第一节点与第二节点耦合；当将所述第一节点与所述第二节点解耦时，将电荷注入到所述第一节点和所述第二节点中的至少一个；使用响应于接收的第一控制脉冲产生的第二控制脉冲将第一节点或第二节点与所述电荷存储装置耦合，所述第二控制脉冲定时以在将所述第一节点从第二节点解耦时，控制第一节点或第二节点与所述电荷存储装置耦合；将来自第一节点或第二节点的电荷转...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·萨蒂兰，D·埃亨尼，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM