切换式电容电路及其控制方法技术

一种切换式电容电路及切换式电容电路控制方法，所述切换式电容电路控制方法包括：利用第一及第二电阻器将第一偏压信号耦合至第一及第二内部节点；利用第三及第四电阻器将第二偏压信号耦合至第三及第四内部节点；利用第一型开关将第一内部节点耦合至第二内部节点；利用第二型开关将第三内部节点耦合至第四内部节点；利用第一传输门将第一内部节点耦合至第三内部节点；利用第二传输门将第二内部节点耦合至第四内部节点；利用第一及第三电容器分别将第一终端耦合至第一内部节点及第三内部节点；利用第二及第四电容器分别将第二终端耦合至第二及第四内部节点。

Switched capacitor circuit and its control method

【技术实现步骤摘要】
切换式电容电路及其控制方法
本公开涉及切换式电容电路及其方法，特别是涉及在多种操作状态仍具有高线性度(linearity)的切换式电容电路及其方法。
技术介绍
当现有的切换式电容器处于第一状态时，其具有第一电容。并且当现有的切换式电容器处于第二状态时，其具有第二电容。参阅图1A，现有的切换式电容电路100包括：第一电容器111、第二电容器112、开关130、第一电阻器121及第二电阻器122。第一电容器111用以在节点101及节点103之间提供交流耦合(alternatecurrentcoupling，ACcoupling)。第二电容器112用以在节点102与节点104之间提供交流耦合。开关130依据启动信号VE在节点103与节点104之间提供直流耦合(directcurrentcoupling，DCcoupling)，开关130由N型晶体管131实现。第一电阻器121用以在节点103与节点105之间提供直流耦合。第二电阻器122用以在节点104与节点105之间提供直流耦合，其中节点105由偏压信号VB驱动。参阅图1B，等效电路100E与图1A的切换式电容电路100相同，除了图1A中的开关130由等效Π网络(equivalentΠ-network)130E替换。等效Π网络130E包括第一寄生电容器133、等效电阻器132及第二寄生电容器134。第一寄生电容器133将节点103分流(shunt)至接地节点。等效电阻器132耦接于节点103与节点104之间。第二寄生电容器134将节点104分流至接地节点，其中，等效电阻器132的电阻值取决于启动信号VE的值减偏压信号VB的值的差“VE-VB”。切换式电容电路100具有第一状态及第二状态。当切换式电容电路100在第一状态时，启动信号VE的值减偏压信号VB的值的差“VE-VB”高于N型晶体管131的临界电压，使得开关130导通，因这些效电阻器132为低电阻值。当切换式电容电路100在第二状态时，启动信号VE的值减偏压信号VB的值的差“VE-VB”低于N型晶体管131的临界电压，使得开关130断开，因这些效电阻器132为高电阻值。在一些示例中，当切换式电容电路100处于第一状态时，等效电阻器132的电阻值很小，使得开关130近似短路电路。当切换式电容电路100处于第二状态时，等效电阻器132的电阻值很大，使得开关130近似开路电路。假设两个直流耦合电阻器(第一电阻器121及第二电阻器122)的电阻大于第一电容器111、第二电容器112、第一寄生电容器133及第二寄生电容器134在特定频率的阻抗。则在第一状态时，切换式电容电路100等效于串联耦接的第一电容器111与第二电容器112。而在第二状态时，切换式电容电路100等效于串联耦接的第一电容器111、第二电容器112、第一寄生电容器133及第二寄生电容器134。本
中技术人员应能理解，串联耦接的第一电容器111与第二电容器112提供的电容值比串联耦接的第一电容器111、第二电容器112、第一寄生电容器133及第二寄生电容器134提供的电容值更高。现有的切换式电容电路100的缺点在于：由于N型晶体管131的源极与基板之间及漏极与基板之间的接面电容取决于节点103处及节点104处的电压，因此第一寄生电容器133及第二寄生电容器134是非线性的。结果，处于第二状态的切换式电容电路100的等效电容是非线性的。在许多应用中，非线性的情形并不被乐见。因此，期盼处于此两种状态时，切换式电容电路皆为高线性度的。
技术实现思路
依据一些实施例，一种切换式电容电路包括：第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第一型开关、第二型开关、第一传输门及第二传输门。其中，第一电容器用以在第一终端与第一内部节点之间提供交流耦合。第二电容器用以在第二终端与第二内部节点之间提供交流耦合。第三电容器用以在第一终端与第三内部节点之间提供交流耦合。第四电容器用以在第二终端与第四内部节点之间提供交流耦合。第一电阻器用以在第一偏压节点与第一内部节点之间提供直流耦合。第二电阻器用以在第一偏压节点与第二内部节点之间提供直流耦合。第三电阻器用以在第二偏压节点与第三内部节点之间提供直流耦合。第四电阻器用以在第二偏压节点与第四内部节点之间提供直流耦合。第一型开关依据第一控制信号在第一内部节点与第二内部节点之间提供直流耦合。第二型开关依据第二控制信号在第三内部节点与第四内部节点之间提供直流耦合，其中第二控制信号为第一控制信号的反向信号。第一传输门依据第三控制信号及第四控制信号在第一内部节点与第三内部节点之间提供直流耦合，其中第四控制信号为第三控制信号的反向信号。以及，第二传输门依据第三控制信号及第四控制信号在第二内部节点与第四内部节点之间提供直流耦合。依据一些实施例，一种切换式电容电路包括：第一电容器、第二电容器、N型开关、P型开关、传输门、第一电阻器及第二电阻器。其中，第一电容器用以在终端与第一内部节点之间提供交流耦合。第二电容器用以在终端与第二内部节点之间提供交流耦合。N型开关包括第一N型晶体管，并且依据第一控制信号在第一内部节点与接地节点之间提供直流耦合。P型开关包括第一P型晶体管，并且依据第二控制信号在第二内部节点与电源供应节点之间提供直流耦合，其中第二控制信号为第一控制信号的反向信号。传输门依据第三控制信号及第四控制信号在第一内部节点与第二内部节点之间提供直流耦合，其中第四控制信号为第三控制信号的反向信号。第一电阻器用以在第一偏压节点与第一内部节点之间提供直流耦合。以及，第二电阻器用以在第二偏压节点与第二内部节点之间提供直流耦合。依据一些实施例，一种切换式电容电路控制方法，包括：利用第一电阻器及第二电阻器分别将第一偏压信号耦合至第一内部节点及第二内部节点；利用第三电阻器及第四电阻器分别将第二偏压信号耦合至第三内部节点及第四内部节点；利用第一控制信号以控制第一型开关将第一内部节点耦合至第二内部节点；利用第二控制信号以控制第二型开关将第三内部节点耦合至第四内部节点，其中第二控制信号为第一控制信号的反向信号；利用第三控制信号及第四控制信号以控制第一传输门将第一内部节点耦合至第三内部节点，其中第四控制信号为第三控制信号的反向信号；利用第三控制信号及第四控制信号以控制第二传输门将第二内部节点耦合至第四内部节点；利用第一电容器及第三电容器分别将第一终端耦合至第一内部节点及第三内部节点；以及，利用第二电容器及第四电容器分别将第二终端耦合至第二内部节点及第四内部节点。附图说明图1A为现有切换式电容电路的示意图。图1B为图1A的切换式电容电路的等效电路的示意图。图2A为本公开一些实施例的切换式电容电路的示意图。图2B为图2A的切换式电容电路的等效电路的示意图。图2C为本公开一些实施例的单端切换式电容电路的示意图。图3为本公开一些实施例的切换式电容电路控制方法的流程图。符号说明100切换式电容电路100E等效电路101、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切换式电容电路，包括：/n一第一电容器，用以在一第一终端与一第一内部节点之间提供交流耦合；/n一第二电容器，用以在一第二终端与一第二内部节点之间提供交流耦合；/n一第三电容器，用以在该第一终端与一第三内部节点之间提供交流耦合；/n一第四电容器，用以在该第二终端与一第四内部节点之间提供交流耦合；/n一第一电阻器，用以在一第一偏压节点与该第一内部节点之间提供直流耦合；/n一第二电阻器，用以在该第一偏压节点与该第二内部节点之间提供直流耦合；/n一第三电阻器，用以在一第二偏压节点与该第三内部节点之间提供直流耦合；/n一第四电阻器，用以在该第二偏压节点与该第四内部节点之间提供直流耦合；/n一第一型开关，依据一第一控制信号在该第一内部节点与该第二内部节点之间提供直流耦合；/n一第二型开关，依据一第二控制信号在该第三内部节点与该第四内部节点之间提供直流耦合，其中该第二控制信号为该第一控制信号的反向信号；/n一第一传输门，依据一第三控制信号及一第四控制信号在该第一内部节点与该第三内部节点之间提供直流耦合，其中该第四控制信号为该第三控制信号的反向信号；及/n一第二传输门，依据该第三控制信号及该第四控制信号在该第二内部节点与该第四内部节点之间提供直流耦合。/n...

【技术特征摘要】
20181120 US 16/195,9261.一种切换式电容电路，包括：
一第一电容器，用以在一第一终端与一第一内部节点之间提供交流耦合；
一第二电容器，用以在一第二终端与一第二内部节点之间提供交流耦合；
一第三电容器，用以在该第一终端与一第三内部节点之间提供交流耦合；
一第四电容器，用以在该第二终端与一第四内部节点之间提供交流耦合；
一第一电阻器，用以在一第一偏压节点与该第一内部节点之间提供直流耦合；
一第二电阻器，用以在该第一偏压节点与该第二内部节点之间提供直流耦合；
一第三电阻器，用以在一第二偏压节点与该第三内部节点之间提供直流耦合；
一第四电阻器，用以在该第二偏压节点与该第四内部节点之间提供直流耦合；
一第一型开关，依据一第一控制信号在该第一内部节点与该第二内部节点之间提供直流耦合；
一第二型开关，依据一第二控制信号在该第三内部节点与该第四内部节点之间提供直流耦合，其中该第二控制信号为该第一控制信号的反向信号；
一第一传输门，依据一第三控制信号及一第四控制信号在该第一内部节点与该第三内部节点之间提供直流耦合，其中该第四控制信号为该第三控制信号的反向信号；及
一第二传输门，依据该第三控制信号及该第四控制信号在该第二内部节点与该第四内部节点之间提供直流耦合。


2.如权利要求1所述的切换式电容电路，其中该第一型开关包括一第一N型晶体管，该第一N型晶体管由该第一控制信号控制，并且该第二型开关包括一第一P型晶体管，该第一P型晶体管由该第二控制信号控制。


3.如权利要求2所述的切换式电容电路，其中：
该第一传输门包括：
一第二P型晶体管，由该第三控制信号控制；及
一第二N型晶体管，由该第四控制信号控制；
其中，该第二P型晶体管与该第二N型晶体管为并联耦接；及该第二传输门包括：
一第三P型晶体管，由该第三控制信号控制；及
一第三N型晶体管，由该第四控制信号控制；
其中，该第三P型晶体管与该第三N型晶体管为并联耦接。


4.如权利要求3所述的切换式电容电路，其中该第一控制信号与该第三控制信号具有相同的逻辑状态。


5.如权利要求4所述的切换式电容电路，其中该第一偏压节点由一第一偏压信号驱动，该第一偏压信号与该第一控制信号具有相反的逻辑状态，并且该第二偏压节点由一第二偏压信号驱动，该第二偏压信号与该第二控制信号具有相反的逻辑状态。


6.一种切换式电容电路，包括：
一第一电容器，用以在一终端与一第一内部节点之间提供交流耦合；
一第二电容器，用以在该...

【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