一种模拟开关启动电路及模拟开关制造技术

本实用新型专利技术实施例公开的模拟开关启动电路及模拟开关，模拟开关启动电路包括：电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。第一开关的另一端与电容相连，电容的另一端与第二开关的一端相连，第二开关的另一端接地，用于关闭第一开关与第二开关，为电容进行充电；第三开关的一端与第一开关与电容的连接端相连，第二开关与电容的连接端与第四开关的一端相连，当断开第一开关与第二开关，关闭第三开关与第四开时，电容放电，输出电压，在模拟开关启动过程中，根据电压确定主开关的启动电压VGS。因此，通过本实用新型专利技术公开的模拟开关启动电路及模拟开关，能够在保持低功耗的情况下，快速开启开关。

An analog switch start circuit and analog switch

【技术实现步骤摘要】
一种模拟开关启动电路及模拟开关
本技术涉及电子
，尤其涉及一种模拟开关启动电路及模拟开关。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展和进步，由半导体所制成的集成电路也被广泛的应用于各个领域成为我们生活中必不可少的一部分。半导体集成电路中的模拟开关主要是完成信号链路中的信号切换功能。其中，模拟开关是指采用场效应管的开关方式实现了对信号链路打开或者关闭，其功能类似于开关。现有技术中，最常见的模拟开关的技术方案。一种是利用N沟道场效应管构成的模拟开关管，该模拟开关管是通过电荷泵或者电流源的方法，产生开关导通所需的栅源电压。使用这类开关管的好处是在正常工作时保持低功耗，但开启的过程缓慢。另一种是利用一个P沟道场效应管和一个电流源构成产生开关所需的栅源电压电路。为了做到开关在开启时保持低功耗的特点，一般将电流源中电流I的值设定的较小。但是，想要开启开关就必须对开关的栅源电容和栅漏电容进行充电，充电电流是由电流I提供的，而电流I的值设定的比较小，这样就导致了开关开启的速度比较缓慢。由此可知，采用现有技术给出的两种模拟开关的技术方案，都无法做到在快速开启开关的情况下，保持低功耗的特点。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供模拟开关启动电路及模拟开关，已解决现有技术中无法做到在快速开启开关的情况下，保持低功耗的问题。为实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：本技术第一方面公开了一种模拟开关启动电路，包括：电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关的一端与电源电压VCC相连，所述第一开关的另一端与所述电容的一端相连，所述电容的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二开关的另一端接地，用于在所述第一开关与所述第二开关同时关闭时为所述电容进行充电，直到所述电容两端的电压为电源电压VCC；所述第三开关的一端与所述第一开关与所述电容的连接端相连，所述第二开关与所述电容的连接端与所述第四开关的一端相连，所述第四开关的另一端与电源电压VCC相连，当所述第一开关与所述第二开关同时断开，所述第三开关与所述第四开关同时关闭时，所述电容放电，并基于所述第三开关的另一端输出电压，在模拟开关启动过程中，根据所述电压确定主开关管的启动电压VGS。优选的，所述主开关管为N沟道场效应管。本技术第二方面公开了一种模拟开关，包括：第一方面公开的模拟开关启动电路、N沟道场效应管、电流源、第五开关、钳位二极管、其中所述N沟道场效应管为主开关管；所述N沟道场效应管的栅极与所述模拟开关启动电路的输出端相连，用于接收所述模拟开关启动电路的输出电压；所述N沟道场效应管的栅极与所述钳位二极管的负极相连，所述N沟道场效应管的源极与所述钳位二极管的正极相连，用于使所述钳位二极管在所述输出电压的作用下产生一个钳位电压，进而启动主开关，其中，所述钳位电压施加在所述N沟道场效应管的栅极与源极的两端；所述第五开关的一端与电源电压VCC相连，所述第五开关的另一端与所述电流源的一端相连；所述N沟道场效应管的栅极与所述电流源的另一端相连，用于接收所述电流源产生的电流。优选的，在模拟开关启动的过程中，当所述第五开关关闭，所述第三开关与所述第四开关同时断开，且当启动电压VGS小于所述钳位二极管的电位电压时，所述N沟道场效应管的栅极与所述电流源的另一端相连，用于接收所述电流，使得所述启动电压VGS在所述电流的作用下上升，直至与所述钳位电压相等；其中，所述启动电压VGS为所述N沟道场效应管栅极与源极两端的电压。优选的，所述模拟开关还包括：第一电阻和交流电压源；所述第一电阻的一端与所述N沟道场效应管的漏极相连，所述第一电阻的另一端与所述交流电压源的一端相连；所述交流电压源的另一端接地，用于为所述模拟开关提供输出阻抗。优选的，所述模拟开关还包括：第二电阻；所述第二电阻的一端与所述N沟道场效应管的源极与所述钳位二极管的正极的连接端相连，所述第二电阻的另一端接地，用于为所述模拟开关提供负载阻抗。优选的，所述N沟道场效应管的栅极与所述模拟开关启动电路的输出端相连，用于接收所述模拟开关启动电路的输出电压，所述N沟道场效应管基于自身的栅极与源极两端的电容和栅极与漏极两端的电容的总电容，产生所述N沟道场效应管栅极的最终电压其中，C为所述电容的电容值，VCC*C为所述电容的原始电荷值，C1为所述N沟道场效应管的栅极与源极之间的电容和栅极与漏极之间的电容的总电容。本技术第三方面公开了一种模拟开关启动方法，适用于第一方面公开的模拟开关启动电路，所述模拟开关启动电路包括电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；该方法包括：在模拟开关启动过程中，关闭所述第一开关和所述第二开关，为所述电容进行充电；当所述电容两端的电压为电源电压VCC时，断开所述第一开关与所述第二开关，关闭所述第三开关与所述第四开关，使所述电容放电；基于所述第三开关的另一端输出电压，确定主开关管的启动电压VGS。基于上述本技术实施例提供的一种模拟开关启动电路，所述模拟开关启动电路包括：电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。所述第一开关的一端与电源电压VCC相连，所述第一开关的另一端与所述电容相连，所述电容的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二开关的另一端接地，用于在所述第一开关与所述第二开关同时关闭时为所述电容进行充电，直到所述电容两端的电压为电压VCC；所述第三开关的一端与所述第一开关与所述电容的连接端相连，所述第二开关与所述电容的连接端与所述第四开关的一端相连，所述第四开关的另一端与电源电压VCC相连，当所述第一开关与所述第二开关同时断开，所述第三开关与所述第四开关同时关闭时，所述电容放电，并基于所述第三开关的另一端输出电压，在模拟开关启动过程中，根据所述电压确定主开关的启动电压VGS。因此，通过本技术公开的模拟开关启动电路，能够在保持低功耗的情况下，快速开启开关。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例公开的一种模拟开关启动电路的结构示意图；图2为本技术实施例公开的一种模拟开关电路的结构示意图；图3为本技术实施例公开的一种模拟开关电路的开关开启过程与时序的仿真图；图4为本技术实施例公开的一种模拟开关电路的开关信号输出电压与传统的技术方案的开关的信号输出电压比较的信号输出电压仿真图；图5为本技术实施例公开的一种模拟开关启动方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟开关启动电路，其特征在于，包括：电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关的一端与电源电压VCC相连，所述第一开关的另一端与所述电容的一端相连，所述电容的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二开关的另一端接地，用于在所述第一开关与所述第二开关同时关闭时为所述电容进行充电，直到所述电容两端的电压为电源电压VCC；所述第三开关的一端与所述第一开关与所述电容的连接端相连，所述第二开关与所述电容的连接端与所述第四开关的一端相连，所述第四开关的另一端与电源电压VCC相连，当所述第一开关与所述第二开关同时断开，所述第三开关与所述第四开关同时关闭时，所述电容放电，并基于所述第三开关的另一端输出电压，在模拟开关启动过程中，根据所述电压确定主开关管的启动电压VGS。

【技术特征摘要】
1.一种模拟开关启动电路，其特征在于，包括：电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关的一端与电源电压VCC相连，所述第一开关的另一端与所述电容的一端相连，所述电容的另一端与所述第二开关的一端相连，所述第二开关的另一端接地，用于在所述第一开关与所述第二开关同时关闭时为所述电容进行充电，直到所述电容两端的电压为电源电压VCC；所述第三开关的一端与所述第一开关与所述电容的连接端相连，所述第二开关与所述电容的连接端与所述第四开关的一端相连，所述第四开关的另一端与电源电压VCC相连，当所述第一开关与所述第二开关同时断开，所述第三开关与所述第四开关同时关闭时，所述电容放电，并基于所述第三开关的另一端输出电压，在模拟开关启动过程中，根据所述电压确定主开关管的启动电压VGS。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述主开关管为N沟道场效应管。3.一种模拟开关，其特征在于，包括：权利要求1-2中任一项所述的模拟开关启动电路、N沟道场效应管、电流源、第五开关、钳位二极管，其中所述N沟道场效应管为主开关；所述N沟道场效应管的栅极与所述模拟开关启动电路的输出端相连，用于接收所述模拟开关启动电路的输出电压；所述N沟道场效应管的栅极与所述钳位二极管的负极相连，所述N沟道场效应的源极与所述钳位二极管的正极相连，用于使所述钳位二极管在所述输出电压的作用下产生一个钳位电压，进而启动主开关，其中，所述钳位电压施加在所述N沟道场效应管的栅极与源极的两端；所述第五开关的一端与电源电压VCC相连，所述第五开关的另一端与所述电流源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永强，程剑涛，杜黎明，罗旭程，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31