模数转换装置、逐次逼近型模数转换器和电子设备制造方法及图纸

本公开涉及一种模数转换装置、逐次逼近型模数转换器和电子设备，所述装置包括第一晶体管、第二晶体管、多个电容、多个开关、第一比较器、逐次逼近逻辑SAR控制模块、电荷泵，第一晶体管的源极及第二晶体管的源极用于接收第一参考电压，第一晶体管的栅极及第二晶体管的栅极接收采样信号，电荷泵用于在产生采样信号的电源电压低于第一预设电压及采样信号为高电平的情况下，对采样信号进行升压，SAR控制模块用于控制各个开关的导通状态，并根据比较器的比较结果得到转换电压。本公开实施例可以避免在模数转换中出现电压过冲，防止漏电，提高模数转换装置的转换精度，通过电荷泵对采样信号进行升压，可以提高模数转换装置的采样率。可以提高模数转换装置的采样率。可以提高模数转换装置的采样率。

【技术实现步骤摘要】
模数转换装置、逐次逼近型模数转换器和电子设备


[0001]本公开涉及集成电路
，尤其涉及一种模数转换装置、逐次逼近型模数转换器和电子设备。

技术介绍

[0002]ADC(模数转换器)用来将大自然的模拟信号转换成机器可以识别的数字信号，其中SAR ADC(逐次逼近模数转换器)以功耗低、面积小的优势被广泛应用，然而，目前的SAR ADC的模数转换速度、精度越来越无法满足要求。

技术实现思路

[0003]根据本公开的一方面，提供了一种模数转换装置，所述装置用于对输入电压进行模数转换得到转换电压，所述装置包括第一晶体管、第二晶体管、多个电容、多个开关、第一比较器、逐次逼近逻辑SAR控制模块、电荷泵，其中，
[0004]所述第一晶体管的源极及所述第二晶体管的源极用于接收第一参考电压，所述第一晶体管的栅极及所述第二晶体管的栅极连接于所述电荷泵以接收采样信号，所述第一晶体管的漏极连接于各个电容的第一端及所述第一比较器的正向输入端，所述第二晶体管的漏极连接于所述第一比较器的负向输入端，其中，所述采样信号用于控制所述第一晶体管及所述第二晶体管的导通状态，
[0005]所述电荷泵用于在产生采样信号的电源电压低于第一预设电压及所述采样信号为高电平的情况下，对所述采样信号进行升压，
[0006]各个电容的第二端分别连接于相应的开关，所述开关用于将输入电压、第二参考电压、地电压的任意一种接入相应的电容的第二端，
[0007]所述第一比较器的输出端连接于所述SAR控制模块，所述SAR控制模块用于控制各个开关的导通状态，并根据所述第一比较器的比较结果得到所述转换电压。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述电荷泵包括电压检测模块及升压模块，其中，
[0009]所述电压检测模块用于：在所述电源电压低于所述第一预设电压及所述采样信号为高电平的情况下，控制所述升压模块对输入的采样信号进行升压，以输出升压后的采样信号。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述电压检测模块包括分压电路、第二比较器、与非门、第一非门、转换电容、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，其中，
[0011]所述分压电路的第一端接入所述电源电压，所述分压电路的第二端接地，所述分压电路的输出端连接于所述第二比较器的负向输入端，输出分压信号，
[0012]所述第二比较器的正向输入端输入第二预设电压，所述第二预设电压根据所述第一预设电压得到，所述第二比较器的输出端连接于所述与非门的第一输入端，
[0013]所述与非门的第二输入端用于接入所述采样信号，所述与非门的输出端连接于所述第一非门的输入端、所述第三晶体管的栅极及所述第五晶体管的栅极，
[0014]所述第一非门的输出端连接于所述转换电容的第一端，所述转换电容的第二端连接于所述第三晶体管的源极、所述第四晶体管的漏极及所述升压模块的电源端，所述第三晶体管的漏极连接于所述第四晶体管的栅极及所述第五晶体管的漏极，所述第四晶体管的源极接入所述电源电压，所述第五晶体管的源极接地。
[0015]在一种可能的实施方式中，所述升压模块包括第二非门、第三非门、第四非门、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管，其中，
[0016]所述第二非门的输入端用于输入所述采样信号，所述第二非门的输出端连接于所述第六晶体管的栅极、所述第三非门的输入端，所述第二非门的电源端接入所述电源电压，
[0017]所述第六晶体管的源极、所述第九晶体管的源极、所述第二非门、所述第三非门、所述第四非门的接地端接地，
[0018]所述第六晶体管的漏极连接于所述第七晶体管的源极、所述第八晶体管的栅极，
[0019]所述第七晶体管的栅极连接于所述第八晶体管的源极、所述第四非门的输入端、所述第九晶体管的漏极，所述第七晶体管的漏极连接于所述第八晶体管的漏极、所述第四非门的电源端，用于接入第二电源电压，
[0020]所述第三非门的输出端连接于所述第九晶体管的栅极，所述第三非门的电源端接入所述电源电压，
[0021]所述第四非门的输出端用于输出升压后的采样信号。
[0022]在一种可能的实施方式中，所述第三晶体管、所述第四晶体管为PMOS晶体管，所述第五晶体管为NMOS晶体管。
[0023]在一种可能的实施方式中，所述第六晶体管、所述第九晶体管的NMOS晶体管，所述第七晶体管、所述第八晶体管为PMOS晶体管。
[0024]在一种可能的实施方式中，所述第一晶体管、所述第二晶体管为NMOS晶体管。
[0025]根据本公开的一方面，提供了一种逐次逼近型模数转换器，所述逐次逼近型模数转换器包括所述的模数转换装置。
[0026]根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括所述的逐次逼近型模数转换器。
[0027]本公开实施例通过第一晶体管、第二晶体管实现模数转换装置电压输入的控制，可以避免在模数转换中出现电压过冲，防止漏电，提高模数转换装置的转换精度，并且，通过电荷泵在产生采样信号的电源电压低于第一预设电压及采样信号为高电平的情况下对采样信号进行升压，可以提高模数转换装置的采样率，本公开实施例提出的模数转换装置具有较高的转换精度及采样率。
[0028]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0029]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
[0030]图1示出了根据本公开一实施例的模数转换装置的示意图。
[0031]图2示出了根据本公开一实施例的电荷泵的示意图。
[0032]图3示出了根据本公开一实施例的升压模块的示意图。
具体实施方式
[0033]以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0034]在本公开的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
[0035]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0036]在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模数转换装置，其特征在于，所述装置用于对输入电压进行模数转换得到转换电压，所述装置包括第一晶体管、第二晶体管、多个电容、多个开关、第一比较器、逐次逼近逻辑SAR控制模块、电荷泵，其中，所述第一晶体管的源极及所述第二晶体管的源极用于接收第一参考电压，所述第一晶体管的栅极及所述第二晶体管的栅极连接于所述电荷泵以接收采样信号，所述第一晶体管的漏极连接于各个电容的第一端及所述第一比较器的正向输入端，所述第二晶体管的漏极连接于所述第一比较器的负向输入端，其中，所述采样信号用于控制所述第一晶体管及所述第二晶体管的导通状态，所述电荷泵用于在产生采样信号的电源电压低于第一预设电压及所述采样信号为高电平的情况下，对所述采样信号进行升压，各个电容的第二端分别连接于相应的开关，所述开关用于将输入电压、第二参考电压、地电压的任意一种接入相应的电容的第二端，所述第一比较器的输出端连接于所述SAR控制模块，所述SAR控制模块用于控制各个开关的导通状态，并根据所述第一比较器的比较结果得到所述转换电压。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电荷泵包括电压检测模块及升压模块，其中，所述电压检测模块用于：在所述电源电压低于所述第一预设电压及所述采样信号为高电平的情况下，控制所述升压模块对输入的采样信号进行升压，以输出升压后的采样信号。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压检测模块包括分压电路、第二比较器、与非门、第一非门、转换电容、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，其中，所述分压电路的第一端接入所述电源电压，所述分压电路的第二端接地，所述分压电路的输出端连接于所述第二比较器的负向输入端，输出分压信号，所述第二比较器的正向输入端输入第二预设电压，所述第二预设电压根据所述第一预设电压得到，所述第二比较器的输出端连接于所述与非门的第一输入端，所述与非门的第二输入端用于接入所述采样信号，所述与非门的输出端连接于所述第一非门的输入端、所述第三晶体管的栅极及所述第五晶体管的栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，张文荣，罗鹏，王鹏，张泽伟，
申请(专利权)人：上海晟矽微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：