一种基于衬底偏置的高精度采样网络制造技术

本发明专利技术涉及一种基于衬底偏置的高精度采样网络，包括：负压产生电路、衬偏消除电路、切换开关管M1、采样电容、采样开关管M2和采样开关管M3；采样开关管M2和采样开关管M3组成的采样传输门，采样电容采用下极板采样；负压产生电路输入第一采样时钟信号，控制切换开关管M1的通断保持采样电容上极板的电位，负压产生电路采样时复位和保持时产生负压的工作模式保证了长采样时间的采样精度；同时，采样电容上极板可使用电源地作为参考电压，未引入额外的参考电压源，降低了电路开销；衬偏消除电路输入第二正相采样时钟信号和第二反相采样时钟信号，控制采样开关管M2和采样开关管M3的体端电压消除衬偏效应，提高了采样传输门采样的线性度和精度。性度和精度。性度和精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于衬底偏置的高精度采样网络


[0001]本专利技术属于混合信号集成电路领域，具体涉及一种基于衬底偏置的高精度采样网络。

技术介绍

[0002]精密电子设备、生物医疗仪器和工业自动化等领域高速发展，要求作为核心的集成电路模数转换器精度高的同时具有较低的电路开销。在高精度模数转换器系统中，由采样网络对模数转换器的输入数据进行采样和保持，采样网络的精度直接影响模数转换器的最高精度。
[0003]传统的栅压自举采样开关电路通过自举电容来维持采样管的栅源电压为恒定电压，从而提高线性度和采样精度。然而在某些情况下，如多环境检测和患者检测传感器等应用中，由于信号较为稀疏，采样可能会持续较长时间，如果使用输入自举电路进行采样，自举电容可能无法保持其电荷，从而影响采样的线性度。传统的栅压自举下极板采样网络中还需要使用额外的参考电压源，增大了电路开销。此外，采样传输管广泛存在衬偏效应，使得传输管导通电阻随输入电压变化，也会对采样精度产生影响。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于衬底偏置的高精度采样网络。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术提供了一种基于衬底偏置的高精度采样网络，包括：负压产生电路、衬偏消除电路、切换开关管M1、采样电容C1、采样开关管M2、采样开关管M3和切换开关管M4；
[0006]其中，所述负压产生电路根据输入的第一采样时钟信号，产生第一上极板控制信号和第二上极板控制信号；
[0007]所述切换开关管M1的栅级输入所述第一上极板控制信号，体端输入所述第二上极板控制信号，漏极连接所述采样电容C1的上极板，源极连接接地端GND；所述采样电容C1的上极板作为采样网络的输出端Vout；
[0008]所述衬偏消除电路根据输入的第二正相采样时钟信号和第二反相采样时钟信号，产生第一输入控制信号和第二输入控制信号；
[0009]所述采样开关管M2的栅级输入所述第二反相采样时钟信号，体端输入第二输入控制信号，漏极连接所述采样开关管M3的漏极，源极连接所述采样开关管M3的源极；所述采样开关管M3的栅级输入第二正相采样时钟信号，体端输入第一输入控制信号，漏极连接所述采样电容C1的下极板，源极作为所述采样网络的输入端Vin；所述切换开关管M4的栅级输入第三采样时钟信号，漏极连接所述采样电容C1的下极板，源极连接基准电压端Vref；
[0010]所述负压产生电路，用于控制所述切换开关管M1的通断，以保持所述采样电容C1上极板的电位；所述衬偏消除电路用于控制所述采样开关管M2和所述采样开关管M3的体端电压，以消除所述采样开关管M2和所述采样开关管M3的衬偏效应。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述负压产生电路包括：切换开关管M11、切换开关管M12、反相器管M13、反相器管M14、切换开关管M15、稳定保护管M16、切换开关管M17、自举MOS电容M18、反相器管M19、反相器管M20、切换开关管M21、切换开关管M22、自举电容充电管M23、反相器管M24、反相器管M25、自举电容充电管M26和负压产生管M27；
[0012]所述切换开关管M11的栅级输入所述第一采样时钟信号，源极连接电源电压端VDD，漏极分别连接所述切换开关管M12的漏极和所述反相器管M19的栅级，并输出所述第一上极板控制信号；所述切换开关管M12的栅极连接所述反相器管M13的漏极；所述切换开关管M12的源极分别连接所述切换开关管M12的体端、所述自举MOS电容M18的上极板和所述自举电容充电管M23的漏极；所述自举MOS电容M18的上极板输出所述第二上极板控制信号；
[0013]所述反相器管M13的栅级分别连接所述反相器管M14的栅级和所述切换开关管M15的漏极，源极连接所述电源电压端VDD，漏极连接所述反相器管M14的漏极；所述反相器管M14的源极连接接地端GND；
[0014]所述切换开关管M15的栅级分别连接切换开关管M17的栅级、所述自举MOS电容M18的下极板和所述自举电容充电管M26的漏极，源极连接所述电源电压端VDD，漏极连接所述稳定保护管M16的漏极；所述稳定保护管M16的栅级输入所述第一采样时钟信号，源极连接所述切换开关管M17的漏极；
[0015]所述切换开关管M17的源极连接所述接地端GND；所述反相器管M19的栅级连接所述反相器管M20的栅级，源极连接所述电源电压端VDD，漏极分别连接所述反相器管M20的漏极和所述切换开关管M21的栅级；所述反相器管M20的源极连接所述接地端GND；
[0016]所述切换开关管M21的栅级连接所述切换开关管M22的栅级，源极连接所述电源电压端VDD，漏极分别连接所述切换开关管M22的漏极、所述自举电容充电管M23的栅级和所述反相器管M24的栅级；所述切换开关管M22的漏极连接其体端，并连接所述自举MOS电容M18的上极板；所述自举电容充电管M23的漏极连接其体端，源极连接所述接地端GND；
[0017]所述反相器管M24的栅级连接所述反相器管M25的栅级，源极连接所述电源电压端VDD，漏极分别连接所述反相器管M25的漏极和所述自举电容充电管M26的栅级；所述反相器管M25的源极连接所述接地端GND；
[0018]所述自举电容充电管M26的栅级连接所述负压产生管M27的栅级，源极连接所述电源电压端VDD，漏极连接所述负压产生管M27的漏极；所述负压产生管M27的源极连接所述接地端GND。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述衬偏消除电路包括：切换开关管M5、切换开关管M6、切换开关管M7、切换开关管M8、切换开关管M9和切换开关管M10；
[0020]所述切换开关管M5的栅级输入所述第二正相采样时钟信号，源极连接所述电源电压端VDD，漏极连接所述切换开关管M6的漏极；
[0021]所述切换开关管M6的栅级输入所述第二反相采样时钟信号；所述切换开关管M6的漏极连接所述切换开关管M7的漏极，并作为所述衬偏消除电路的第二输出端，输出所述第二输入控制信号；所述切换开关管M6的体端输入所述第二输入控制信号；所述切换开关管M6的源极连接所述切换开关管M7的源极，并连接所述采样网络的输入端Vin；所述切换开关管M7的栅级输入所述第二正相采样时钟信号，体端输入所述第一输入控制信号；
[0022]所述切换开关管M8的栅级输入所述第二反相采样时钟信号；所述切换开关管M8的
源极连接所述切换开关管M9的源极，并连接所述采样网络的输入端Vin；所述切换开关管M8的漏极连接所述切换开关管M9的漏极，并作为所述衬偏消除电路的第一输出端，输出所述第一输入控制信号；所述切换开关管M8的体端输入所述第二输入控制信号；
[0023]所述切换开关管M9的栅级输入所述第二正相采样时钟信号，体端输入所述第一输入控制信号；所述切换开关管M10的栅级输入所述第二反相采样时钟信号，漏极连接所述切换开关管M8的漏极，源极连接所述接地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于衬底偏置的高精度采样网络，其特征在于，包括：负压产生电路(10)、衬偏消除电路(20)、切换开关管M1、采样电容C1、采样开关管M2、采样开关管M3和切换开关管M4；其中，所述负压产生电路(10)根据输入的第一采样时钟信号，产生第一上极板控制信号和第二上极板控制信号；所述切换开关管M1的栅级输入所述第一上极板控制信号，体端输入所述第二上极板控制信号，漏极连接所述采样电容C1的上极板，源极连接接地端(GND)；所述采样电容C1的上极板作为采样网络的输出端(Vout)；所述衬偏消除电路(20)根据输入的第二正相采样时钟信号和第二反相采样时钟信号，产生第一输入控制信号和第二输入控制信号；所述采样开关管M2的栅级输入所述第二反相采样时钟信号，体端输入第二输入控制信号，漏极连接所述采样开关管M3的漏极，源极连接所述采样开关管M3的源极；所述采样开关管M3的栅级输入第二正相采样时钟信号，体端输入第一输入控制信号，漏极连接所述采样电容C1的下极板，源极作为所述采样网络的输入端(Vin)；所述切换开关管M4的栅级输入第三采样时钟信号，漏极连接所述采样电容C1的下极板，源极连接基准电压端(Vref)；所述负压产生电路(10)，用于控制所述切换开关管M1的通断，以保持所述采样电容C1上极板的电位；所述衬偏消除电路(20)用于控制所述采样开关管M2和所述采样开关管M3的体端电压，以消除所述采样开关管M2和所述采样开关管M3的衬偏效应。2.根据权利要求1所述的基于衬底偏置的高精度采样网络，其特征在于，所述负压产生电路(10)包括：切换开关管M11、切换开关管M12、反相器管M13、反相器管M14、切换开关管M15、稳定保护管M16、切换开关管M17、自举MOS电容M18、反相器管M19、反相器管M20、切换开关管M21、切换开关管M22、自举电容充电管M23、反相器管M24、反相器管M25、自举电容充电管M26和负压产生管M27；所述切换开关管M11的栅级输入所述第一采样时钟信号，源极连接电源电压端(VDD)，漏极分别连接所述切换开关管M12的漏极和所述反相器管M19的栅级，并输出所述第一上极板控制信号；所述切换开关管M12的栅极连接所述反相器管M13的漏极；所述切换开关管M12的源极分别连接所述切换开关管M12的体端、所述自举MOS电容M18的上极板和所述自举电容充电管M23的漏极；所述自举MOS电容M18的上极板输出所述第二上极板控制信号；所述反相器管M13的栅级分别连接所述反相器管M14的栅级和所述切换开关管M15的漏极，源极连接所述电源电压端(VDD)，漏极连接所述反相器管M14的漏极；所述反相器管M14的源极连接接地端(GND)；所述切换开关管M15的栅级分别连接切换开关管M17的栅级、所述自举MOS电容M18的下极板和所述自举电容充电管M26的漏极，源极连接所述电源电压端(VDD)，漏极连接所述稳定保护管M16的漏极；所述稳定保护管M16的栅级输入所述第一采样时钟信号，源极连接所述切换开关管M17的漏极；所述切换开关管M17的源极连接所述接地端(GND)；所述反相器管M19的栅级连接所述反相器管M2...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈易，刘隆仁，李昂扬，刘术彬，丁瑞雪，朱樟明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：