应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关制造技术

一种应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关，包括：时钟升压器、栅源电压跟随器、导通开关和充放电增强电路，时钟升压器产生数倍的电源电压，对电容充电；栅源电压跟随器在导通开关闭合时将电容连接在其栅源极之间，保持在不同电压输入下相对恒定的栅源电压差；充放电增强电路增加在开关切换时的充电或放电回路，缩短关断和开启时间，减小导通开关栅极的寄生电容，从而减少电容上存储电荷的损耗，并且不再需要使用高压MOS管，与此同时实现了高线性度的采样(能在65纳米CMOS工艺下超过一千兆赫兹采样率并且获得大于95分贝的无杂散动态范围)。这种结构没有引入复杂的逻辑控制电路，不会增加芯片面积，而且不需要提高时钟缓冲器的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种应用于采样保持电路的重要模块，具体涉及采用自举 (bootstrapped)和多充放电通路技术适用于高速度、高线性度模数转换器的模拟开关。
技术介绍
在现代混合信号集成电路中，模数转换器是不可缺少的组成部分，其转换精度和速度对整个系统的性能起着决定性作用。在采样保持电路中使用的模拟开关则决定了模数转换器的动态范围和采样率。图1给出了一个由CMOS开关和电容组成的简单采样保持电路。传统的CMOS开关由于导通电阻大和随着输入信号大小变化的缺点很难用于高线性度的模数转换器中(如图2所示的绿色曲线)。增大MOS管的尺寸可以减小这些非理想因素，但是会对时钟缓冲器提出更高的要求，相应的需要更大的功耗。此外在低电压设计中，当电源电压小于NMOS管和PMOS管阈值电压之和时，传统CMOS开关会出现导通电阻特别大的一段区域。为了解决传统CMOS开关遇到的问题，如图3所示，一种自举式开关(见参考文献 A.M.Abo and P. R. Gray, A 1. 5-V 10-bit 14. 3-MS/s CMOS PipelineAnalog-to-Digital Converter，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关，包括：时钟升压器、栅源电压跟随器、导通开关和充放电增强电路，其特征在于：时钟升压器产生数倍的电源电压，对电容充电；栅源电压跟随器在导通开关闭合时将电容连接在其栅源极之间，保持在不同电压输入下相对恒定的栅源电压差；充放电增强电路增加在开关切换时的充电或放电回路，其中：所述时钟升压器包含一个反相器（Ｉ１）、两个ＮＭＯＳ管（Ｍ１）和（Ｍ２）、两个电容（Ｃ１）和（Ｃ２）；反相时钟信号连接到电容（Ｃ１）的下极板，经过反相器（Ｉ１）连接到电容（Ｃ２）的下极板；（Ｍ１）和（Ｍ２）的漏极连接到电源，其栅极连接到彼此的源极，并且分别连接电容（Ｃ１）和（Ｃ２...

【技术特征摘要】
1.一种应用于高速度高线性度模数转换器的自举式采样开关，包括时钟升压器、栅源电压跟随器、导通开关和充放电增强电路，其特征在于时钟升压器产生数倍的电源电压，对电容充电；栅源电压跟随器在导通开关闭合时将电容连接在其栅源极之间，保持在不同电压输入下相对恒定的栅源电压差；充放电增强电路增加在开关切换时的充电或放电回路，其中所述时钟升压器包含一个反相器(II)、两个NMOS管(Ml)和(Μ》、两个电容(Cl)和 (C2)；反相时钟信号连接到电容(Cl)的下极板，经过反相器(Il)连接到电容(C2)的下极板；(Ml)和(IC)的漏极连接到电源，其栅极连接到彼此的源极，并且分别连接电容(Cl)和 (C2)的上极板；所述栅极电压跟随器包含五个NMOS管(M3)、(M4)、(M6)、(M8)和(M9)、两个PMOS管 (M5)和(M7)、一个电容(⑶，其中=NMOSfi (M3)的栅极与时钟升压器中NMOS管(M2)的栅极连接，漏极连接电源，源极连接电容(O)的上极板，NMOS管(M4)的栅极由反相时钟信号控制，源极连接到地，漏极连接电容(O)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冠中，林平分，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11