一种低压模拟开关电路制造技术

一种低压模拟开关电路，其特征在于：所述电路包括模拟开关单元、与模拟开关单元分别连接的第一衬底控制单元和第二衬底控制单元；其中，所述第一衬底控制单元，用于将所述模拟开关单元中模拟开关管的衬底与所述模拟开关单元的一端连接，以降低所述模拟开关单元的工作电压；所述第二衬底控制单元，用于将所述模拟开关单元中模拟开关管的衬底与总线电压连接，以提高所述模拟开关单元的开关阻抗。本发明专利技术中的模拟开关电路，应用范围更广，可以有效的适配于驱动电压较低的电路。配于驱动电压较低的电路。配于驱动电压较低的电路。

【技术实现步骤摘要】
一种低压模拟开关电路


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种低压模拟开关电路。

技术介绍

[0002]在集成电路设计中，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)模拟开关经常被应用于各类信号传输过程的路径切换中。模拟开关可以通过时钟信号实现通断控制，从而使得输入端的输入信号周期性的从输出端导出。
[0003]现有技术中经常使用的模拟开关电路，会受到MOS管衬偏效应的影响，随着输入端电压的增大导致模拟开关电路阈值电压的升高。为了在输入端电压较高的情况下，仍然保持模拟开关电路的正常工作状态，需要为模拟开关电路提供较高的工作电压，以防止模拟开关电路无法正常工作。换言之，为了有效的驱动模拟开关电路的工作，现有技术中的电路需要较高的工作电压，功耗较高，对前级电路驱动性能的要求也较高。
[0004]因此，亟需一种新的低压模拟开关电路。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种新的模拟开关电路，通过增加第一衬底控制单元和第二衬底控制单元，分别在开关管开启和关闭的情况下，实现对于开关管衬底电压的控制。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种低压模拟开关电路，其中包括模拟开关单元、与模拟开关单元分别连接的第一衬底控制单元和第二衬底控制单元；第一衬底控制单元，用于将模拟开关单元中模拟开关管的衬底与模拟开关单元的一端连接，以降低模拟开关单元的工作电压；第二衬底控制单元，用于将模拟开关单元中模拟开关管的衬底与总线电压连接，以提高模拟开关单元的开关阻抗。
[0008]优选地，当模拟开关单元导通时，第一衬底控制单元闭合，第二衬底控制单元关断；当模拟开关单元断开时，第一衬底控制单元关断，第二衬底控制单元闭合。
[0009]优选地，第一衬底控制单元，控制高端开关管Mp1的漏极和衬底连接，以使得源衬电势差大于0；或者，控制高端开关管Mp1的源极和衬底连接，以消除高端开关管Mp1的衬偏效应。
[0010]优选地，第一衬底控制单元，控制低端开关管Mn1的源极和衬底连接，以消除低端开关管Mn1的衬偏效应；或者，控制低端开关管Mn1的漏极和衬底连接，以使得源衬电势差小于0。
[0011]优选地，第一衬底控制单元将模拟开关单元中模拟开关管的衬底与模拟开关单元的输出端连接；并且，当模拟开关单元的输入端电压高于输出端电压时，高端开关管Mp1的漏极和衬底连接，低端开关管Mn1的源极和衬底连接；当模拟开关单元的输入端电压低于输出端电压时，高端开关管Mp1的源极和衬底连接，低端开关管Mn1的漏极和衬底连接。
[0012]优选地，当模拟开关单元的输入端电压高于输出端电压时，高端开关管Mp1的阈值电压为低端开关管Mn1的阈值电压为V
thnx
＝V
th0,n
；其中，V
th0,p
、V
th0,n
分别为开关管Mp1和Mn1在源衬电压差为0时的阈值电压；γ
p
为开关管Mp1的体效应系数，Φ
F,p
为开关管Mp1的衬底费米势，V
in
为模拟开关单元的输入端电压，V
out
为模拟开关单元的输出端电压。
[0013]优选地，当模拟开关单元的输入端电压低于输出端电压时，高端开关管Mp1的阈值电压为V
thpx
＝V
th0,p
，低端开关管Mn1的阈值电压为，低端开关管Mn1的阈值电压为其中，V
th0,p
、V
th0,n
分别为开关管Mp1和Mn1在源衬电压差为0时的阈值电压；γ
n
为开关管Mn1的体效应系数，Φ
F,n
为开关管Mn1的衬底费米势，V
in
为模拟开关单元的输入端电压，V
out
为模拟开关单元的输出端电压。
[0014]优选地，模拟开关单元的阈值电压为V
thnx
+|V
thpx
|＜V
th0,n
+|V
th0,p
|；其中，V
th0,p
、V
th0,n
分别为开关管Mp1和Mn1在源衬电压差为0时的阈值电压；V
thnx
、V
thpx
分别为开关管Mp1和Mn1在第一衬底控制单元作用下的阈值电压。
[0015]优选地，模拟开关单元的工作电压大于等于模拟开关单元的阈值电压V
thnx
+|V
thpx
|。
[0016]优选地，第一衬底控制单元，在模拟开关单元断开时，控制高端开关管Mp1的衬底接入工作电压V
cc
，并控制低端开关管Mn1的衬底接入地电位。
[0017]优选地，第一和第二衬底控制单元中控制模拟开关单元中模拟开关管的衬底与模拟开关单元的输出端连接的元件为CMOS传输门；第一和第二衬底控制单元中控制模拟开关单元中模拟开关管的衬底分别与工作电压V
cc
和地电位连接的元件为开关MOS管。
[0018]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种新的模拟开关电路，能够通过增加第一衬底控制单元和第二衬底控制单元，分别在开关管开启和关闭的情况下，实现对于开关管衬底电压的控制，以通过对MOS管衬底电压的控制确保开关管在开启时减小开关管的阈值电压，在开关管关断时增大开关管的开关阻抗。因此，本专利技术中的模拟开关电路，应用范围更广，可以有效的适配于驱动电压较低的电路。同时，本专利技术中的电路不会受到输入、输出电压的影响而导致开关管阈值电压升高，有效的克服了衬偏效应。
[0019]本专利技术的有益效果还包括：
[0020]1、由于本专利技术中的衬底选择单元只选择输入电压和输出电压的一端进行连接，从而确保了无论输入输出电压哪个更大，都可以确保两个开关管在衬底选择单元的作用下保持阈值电压的降低或不变，并不会使得阈值电压存在升高的情况。因此，完全确保了已经开启的开关管不会再在阈值电压升高的作用下发生关断的反复情况。大幅降低了电路从启动到稳定的时间，同时也为各个开关管和衬底选择单元中各个元件参数的选择提供了更大的范围。
[0021]2、本专利技术相对于现有技术中的复杂情况，减少了辅助开关的使用数量，同时取得了缩短电路启动时间，防止振荡，稳定导通电阻，提高导通电阻平坦度等意想不到的技术效果。
附图说明
[0022]图1为现有技术中一种低压模拟开关电路的结构示意图；
[0023]图2为现有技术中另一种低压模拟开关电路的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术中一种低压模拟开关电路的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术一种低压模拟开关电路中采用MOS管模拟开关实现控制开关的结构示意图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压模拟开关电路，其特征在于：所述电路包括模拟开关单元、与模拟开关单元分别连接的第一衬底控制单元和第二衬底控制单元；其中，所述第一衬底控制单元，用于将所述模拟开关单元中模拟开关管的衬底与所述模拟开关单元的一端连接，以降低所述模拟开关单元的工作电压；所述第二衬底控制单元，用于将所述模拟开关单元中模拟开关管的衬底与总线电压连接，以提高所述模拟开关单元的开关阻抗。2.根据权利要求1中所述的一种低压模拟开关电路，其特征在于：当所述模拟开关单元导通时，所述第一衬底控制单元闭合，所述第二衬底控制单元关断；当所述模拟开关单元断开时，所述第一衬底控制单元关断，所述第二衬底控制单元闭合。3.根据权利要求2中所述的一种低压模拟开关电路，其特征在于：所述第一衬底控制单元，控制高端开关管Mp1的漏极和衬底连接，以使得源衬电势差大于0；或者，控制所述高端开关管Mp1的源极和衬底连接，以消除所述高端开关管Mp1的衬偏效应。4.根据权利要求2中所述的一种低压模拟开关电路，其特征在于：所述第一衬底控制单元，控制低端开关管Mn1的源极和衬底连接，以消除所述低端开关管Mn1的衬偏效应；或者，控制所述低端开关管Mn1的漏极和衬底连接，以使得源衬电势差小于0。5.根据权利要求3或4中所述的一种低压模拟开关电路，其特征在于：所述第一衬底控制单元将所述模拟开关单元中模拟开关管的衬底与所述模拟开关单元的输出端连接；并且，当所述模拟开关单元的输入端电压高于输出端电压时，所述高端开关管Mp1的漏极和衬底连接，所述低端开关管Mn1的源极和衬底连接；当所述模拟开关单元的输入端电压低于输出端电压时，所述高端开关管Mp1的源极和衬底连接，所述低端开关管Mn1的漏极和衬底连接。6.根据权利要求5中所述的一种低压模拟开关电路，其特征在于：当所述模拟开关单元的输入端电压高于输出端电压时，所述高端开关管Mp1的阈值电压为所述低端开关管Mn1的阈值电压为V
thnx
＝V
th0,n
；其中，V
th0,p
、V
th0,n
分别为所述开关管Mp1和Mn1在源衬电压差为0时的阈值电压；γ
p
为所述开关管Mp1的体效应系数，Φ
F,p
为所述开关管Mp1的衬底费米势，V
in
为所述模拟开关单元的输入端电压，V
out
为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利地，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：